Araştırmacılar Düşük Maliyetle Yüksek Verimli Alüminyum-Grafit Çift İyon Piller Tasarlıyor
Fotoğraf: DIB’lerdeki anyonlar ve katyonlar, Çoban ve Dokumacı Kız gibi davranır. (Görüntü: Tang Yongbing)
Katyonların ve anyonların elektrokimyasal redoks reaksiyonunda yer aldığı çift iyonlu bataryalar (DIB’ler) ticari uygulamaların maliyet taleplerini karşılayacak potansiyel adaylardan biridir.
Güvenli, yüksek çalışma gerilimi ve normal lityum iyon pillere (LIB) göre çevre dostu olma gibi birçok avantajları vardır.
Çin Bilimler Akademisi, Shenzhen İleri Teknoloji Enstitülerinde (SIAT) Prof. Tang Yongbing ve Dr Zhou Xiaolong’un rehberliğinde araştırmacılar, diğer araştırmacılarla işbirliği ile Angewandte Chemie International Edition’da “Konvansiyonel Pillerin Ötesinde: Düşük Maliyetli Çift İyon Pillere Yönelik Stratejiler” başlıklı davetli bir derleme makalesi yayınlandı.
DIB’ler geri dönüşüm kolaylığı, düşük maliyet, düşük çevresel etki, yüksek çalışma voltajı vb. nedeniyle dünya genelinde büyük ilgi çekmektedir. Ancak DIB’lerin geleneksel çift karbonlu yapısı teorik kapasitenin sınırlandırılması ve grafitin sıkıştırma yoğunluğunun düşük olması nedeniyle düşük bir enerji yoğunluğuna sahiptir.
2016 yılında Prof. Tang’ın ekibi elektrotları birleştirebilecek yeni bir alüminyum-grafit DIB geliştirdi. Sadece katot aktif maddesi olarak değil aynı zamanda mevcut kollektör ve grafit anot malzemesi olarak kullanılan, daha ucuz ve çevre dostu olan alüminyum folyo kullanılan yeni, ucuz, yüksek verimli alüminyum grafit DIB sistemi üretti.
Anyon ve katot, bir Çin masalında, Çoban ve Dokumacı Kız ile yılda sadece bir kez gökyüzünde magpie köprüsünde buluşabilen iki aşığa benzer. İki sevgiliyi engin gökyüzü ayırır (elektrolitler); ancak, magpie köprüsünü (iyon kanalı) kullanarak birbirleriyle temas eder (deşarj olur) ve daha sonra orijinal yerlerine (şarj) döner.
LIB’ler ve DIB’ler arasındaki ana farklar aşağıda belirtilmiştir:
Şarj ederken, anyonların katodlara birleştirilmesi, farklı bir elektrokimyasal enerji depolama mekanizmasına ve yüksek çalışma voltajına yol açar. Elektrolitler, DIB’lerde aktif malzemeler olarak kabul edilir, çünkü anyonlar elektrolitlerden kaynaklanır. Bu nedenle, şarj-deşarj sürecinde, katyonlar ve anyonlar ayrılır ve elektrolitte bir araya getirilir.
Kaynak: azom.com
