Una squadra di ricerca guidata da u prufessore CHEN Wei à l'Università di Scienza è Tecnulugia di Cina (USTC) hà introduttu un novu sistema di batteria chimica chì utilizza l'idrogenu gaseosu cum'è anodu. U studiu hè statu publicatu in uAngewandte Chemie Edizione Internaziunale.
Idrogenu (H2) hà guadagnatu attenzione cum'è un vettore d'energia rinnuvevule stabile è economicu per via di e so proprietà elettrochimiche favurevuli. Tuttavia, e batterie tradiziunali à basa d'idrogenu utilizanu principalmente H2cum'è un catodu, chì limita a so gamma di tensione à 0,8-1,4 V è limita a so capacità generale di almacenamiento di energia. Per superà a limitazione, a squadra di ricerca hà prupostu un novu approcciu: utilizà H2cum'è l'anodu per migliurà significativamente a densità di l'energia è a tensione di travagliu. Quandu hè assuciatu cù u metallu di litiu cum'è l'anodu, a batteria hà dimustratu prestazioni elettrochimiche eccezziunali.
Schema di a batteria Li−H. (Imagine di USTC)
I circadori anu cuncipitu un prototipu di sistema di batteria Li-H, chì incorpora un anodu di metallu litiu, un stratu di diffusione di gas rivestitu di platinu chì serve da catodu di idrogenu, è un elettrolitu solidu (Li1.3Al0.3Ti1.7(PO)4)3, o LATP). Sta cunfigurazione permette un trasportu efficiente di ioni di litiu mentre minimizza l'interazioni chimiche indesiderate. Attraversu i testi, a batteria Li-H hà dimustratu una densità energetica teorica di 2825 Wh/kg, mantenendu una tensione stabile di circa 3V. Inoltre, hà ottenutu una notevole efficienza di andata e ritorno (RTE) di 99,7%, chì indica una perdita di energia minima durante i cicli di carica è scarica, mantenendu a stabilità à longu andà.
Per migliurà ulteriormente l'efficienza di i costi, a sicurezza è a simplicità di fabricazione, a squadra hà sviluppatu una batteria Li-H senza anodi chì elimina a necessità di lithium metallicu preinstallatu. Invece, a batteria deposita u lithium da sali di lithium (LiH2PO4è LiOH) in l'elettrolitu durante a carica. A versione mantene i vantaghji di a batteria Li-H standard mentre introduce benefici supplementari. Permette una placcatura è una spugliatura di litiu efficiente cù una efficienza coulombica (CE) di 98,5%. Inoltre, funziona stabilmente ancu à basse concentrazioni d'idrogenu, riducendu a dipendenza da u almacenamentu di H₂ à alta pressione. A modellazione computazionale, cum'è e simulazioni di a Teoria Funzionale di a Densità (DFT), hè stata realizata per capisce cumu si movenu l'ioni di litiu è d'idrogenu in l'elettrolitu di a batteria.
Questa scuperta in a tecnulugia di e batterie Li-H presenta nuove opportunità per suluzioni avanzate di accumulazione di energia, cù applicazioni potenziali chì abbraccianu e rete di energie rinnuvevuli, i veiculi elettrici è ancu a tecnulugia aerospaziale. In paragone cù e batterie cunvinziunali à nichel-idrogenu, u sistema Li-H offre una densità è una efficienza energetica migliorate, ciò chì ne face un forte candidatu per l'accumulazione di energia di prossima generazione. A versione senza anodi pone e basi per batterie à base di idrogenu più economiche è scalabili.
Ligame di carta:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(Scrittu da ZHENG Zihong, Editatu da WU Yuyang)
Data di publicazione: 12 di marzu di u 2025