Tim riset sing dipimpin dening Prof. CHEN Wei ing Universitas Sains lan Teknologi China (USTC) wis ngenalake sistem baterei kimia anyar sing nggunakake gas hidrogen minangka anoda. Sinau diterbitake ingAngewandte Chemie International Edition.
Hidrogen (H2) wis entuk perhatian minangka operator energi sing bisa dianyari sing stabil lan biaya-efektif amarga sifat elektrokimia sing nguntungake. Nanging, baterei basis hidrogen tradisional utamane nggunakake H2minangka katoda, sing mbatesi sawetara voltase nganti 0,8-1,4 V lan mbatesi kapasitas panyimpenan energi sakabèhé. Kanggo ngatasi watesan kasebut, tim peneliti ngusulake pendekatan novel: nggunakake H2minangka anoda kanggo Ngartekno nambah Kapadhetan energi lan voltase apa. Nalika dipasangake karo logam lithium minangka anoda, baterei nuduhake kinerja elektrokimia sing luar biasa.
Skema baterei Li−H. (Gambar dening USTC)
Para peneliti ngrancang prototipe sistem baterei Li-H, nggabungake anoda logam litium, lapisan difusi gas sing dilapisi platinum minangka katoda hidrogen, lan elektrolit padat (Li).1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3, utawa LATP). Konfigurasi iki ngidini transportasi ion lithium sing efisien nalika nyilikake interaksi kimia sing ora dikarepake. Liwat tes, baterei Li-H nuduhake Kapadhetan energi teoritis 2825 Wh/kg, njaga voltase ajeg watara 3V. Kajaba iku, entuk efisiensi round-trip (RTE) sing luar biasa 99,7%, nuduhake mundhut energi minimal sajrone siklus ngisi daya lan mbuwang, nalika njaga stabilitas jangka panjang.
Kanggo luwih ningkatake efisiensi biaya, safety lan kesederhanaan manufaktur, tim ngembangake baterei Li-H tanpa anoda sing ngilangi kabutuhan logam lithium sing wis diinstal. Nanging, baterei nyimpen lithium saka uyah lithium (LiH2PO4lan LiOH) ing elektrolit nalika ngisi daya. Versi nahan kaluwihan saka baterei Li-H standar nalika ngenalake keuntungan tambahan. Iki mbisakake plating lan stripping lithium sing efisien kanthi efisiensi Coulombic (CE) 98,5%. Kajaba iku, operasi kasebut kanthi stabil sanajan ing konsentrasi hidrogen sing sithik, nyuda katergantungan ing panyimpenan H₂ tekanan dhuwur. Pemodelan komputasi, kayata simulasi Density Functional Theory (DFT), ditindakake kanggo mangerteni carane ion litium lan hidrogen obah ing elektrolit baterei.
Terobosan ing teknologi baterei Li-H iki menehi kesempatan anyar kanggo solusi panyimpenan energi sing canggih, kanthi aplikasi potensial kalebu jaringan energi sing bisa dianyari, kendaraan listrik, lan malah teknologi aerospace. Dibandhingake karo baterei nikel-hidrogen konvensional, sistem Li-H nyedhiyakake kapadhetan lan efisiensi energi sing luwih apik, dadi calon sing kuat kanggo panyimpenan daya generasi sabanjure. Versi tanpa anoda nggawe dhasar kanggo baterei basis hidrogen sing luwih larang lan bisa diukur.
Link Kertas:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(Ditulis dening ZHENG Zihong, Diedit dening WU Yuyang)
Posting wektu: Mar-12-2025