ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਆਫ਼ ਸਾਇੰਸ ਐਂਡ ਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਆਫ਼ ਚਾਈਨਾ (USTC) ਵਿਖੇ ਪ੍ਰੋਫੈਸਰ ਚੇਨ ਵੇਈ ਦੀ ਅਗਵਾਈ ਵਾਲੀ ਇੱਕ ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਰਸਾਇਣਕ ਬੈਟਰੀ ਸਿਸਟਮ ਪੇਸ਼ ਕੀਤਾ ਹੈ ਜੋ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਗੈਸ ਨੂੰ ਐਨੋਡ ਵਜੋਂ ਵਰਤਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਅਧਿਐਨ ਜਰਨਲ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਹੋਇਆ ਸੀ।Angewandte Chemie ਇੰਟਰਨੈਸ਼ਨਲ ਐਡੀਸ਼ਨ.
ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ (H2) ਨੇ ਆਪਣੇ ਅਨੁਕੂਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਇੱਕ ਸਥਿਰ ਅਤੇ ਲਾਗਤ-ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਨਵਿਆਉਣਯੋਗ ਊਰਜਾ ਕੈਰੀਅਰ ਵਜੋਂ ਧਿਆਨ ਖਿੱਚਿਆ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਰਵਾਇਤੀ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ-ਅਧਾਰਤ ਬੈਟਰੀਆਂ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ H ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ।2ਇੱਕ ਕੈਥੋਡ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ, ਜੋ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਵੋਲਟੇਜ ਰੇਂਜ ਨੂੰ 0.8–1.4 V ਤੱਕ ਸੀਮਤ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਸਮੁੱਚੀ ਊਰਜਾ ਸਟੋਰੇਜ ਸਮਰੱਥਾ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਸੀਮਾ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕਰਨ ਲਈ, ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਤਰੀਕਾ ਪੇਸ਼ ਕੀਤਾ: H ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨਾ2ਊਰਜਾ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਵੋਲਟੇਜ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਐਨੋਡ ਵਜੋਂ। ਜਦੋਂ ਐਨੋਡ ਵਜੋਂ ਲਿਥੀਅਮ ਧਾਤ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਬੈਟਰੀ ਨੇ ਅਸਧਾਰਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ।
Li−H ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਯੋਜਨਾਬੱਧ। (USTC ਦੁਆਰਾ ਚਿੱਤਰ)
ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਪ੍ਰੋਟੋਟਾਈਪ Li-H ਬੈਟਰੀ ਸਿਸਟਮ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਲਿਥੀਅਮ ਧਾਤ ਐਨੋਡ, ਇੱਕ ਪਲੈਟੀਨਮ-ਕੋਟੇਡ ਗੈਸ ਫੈਲਾਅ ਪਰਤ ਸ਼ਾਮਲ ਸੀ ਜੋ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਕੈਥੋਡ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦੀ ਸੀ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ (Li1.3Al0.3Ti1.7(ਪੀ.ਓ.4)3, ਜਾਂ LATP)। ਇਹ ਸੰਰਚਨਾ ਅਣਚਾਹੇ ਰਸਾਇਣਕ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਘੱਟ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਕੁਸ਼ਲ ਲਿਥੀਅਮ ਆਇਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਟੈਸਟਿੰਗ ਦੁਆਰਾ, Li-H ਬੈਟਰੀ ਨੇ 2825 Wh/kg ਦੀ ਸਿਧਾਂਤਕ ਊਰਜਾ ਘਣਤਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ, ਲਗਭਗ 3V ਦੀ ਸਥਿਰ ਵੋਲਟੇਜ ਬਣਾਈ ਰੱਖੀ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਇਸਨੇ 99.7% ਦੀ ਇੱਕ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਰਾਊਂਡ-ਟ੍ਰਿਪ ਕੁਸ਼ਲਤਾ (RTE) ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ, ਜੋ ਕਿ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਦੀ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ, ਚਾਰਜਿੰਗ ਅਤੇ ਡਿਸਚਾਰਜਿੰਗ ਚੱਕਰਾਂ ਦੌਰਾਨ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਊਰਜਾ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ।
ਲਾਗਤ-ਕੁਸ਼ਲਤਾ, ਸੁਰੱਖਿਆ ਅਤੇ ਨਿਰਮਾਣ ਸਾਦਗੀ ਨੂੰ ਹੋਰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ, ਟੀਮ ਨੇ ਇੱਕ ਐਨੋਡ-ਮੁਕਤ Li-H ਬੈਟਰੀ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੀ ਜੋ ਪਹਿਲਾਂ ਤੋਂ ਸਥਾਪਿਤ ਲਿਥੀਅਮ ਧਾਤ ਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇਸਦੀ ਬਜਾਏ, ਬੈਟਰੀ ਲਿਥੀਅਮ ਲੂਣ (LiH) ਤੋਂ ਲਿਥੀਅਮ ਜਮ੍ਹਾ ਕਰਦੀ ਹੈ।2PO4ਅਤੇ LiOH) ਚਾਰਜਿੰਗ ਦੌਰਾਨ ਇਲੈਕਟੋਲਾਈਟ ਵਿੱਚ। ਇਹ ਸੰਸਕਰਣ ਵਾਧੂ ਲਾਭ ਪੇਸ਼ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਸਟੈਂਡਰਡ Li-H ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਫਾਇਦਿਆਂ ਨੂੰ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਦਾ ਹੈ। ਇਹ 98.5% ਦੀ ਕੁਲੋਂਬਿਕ ਕੁਸ਼ਲਤਾ (CE) ਦੇ ਨਾਲ ਕੁਸ਼ਲ ਲਿਥੀਅਮ ਪਲੇਟਿੰਗ ਅਤੇ ਸਟ੍ਰਿਪਿੰਗ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਇਹ ਘੱਟ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ 'ਤੇ ਵੀ ਸਥਿਰਤਾ ਨਾਲ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਉੱਚ-ਦਬਾਅ H₂ ਸਟੋਰੇਜ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰਤਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਕੰਪਿਊਟੇਸ਼ਨਲ ਮਾਡਲਿੰਗ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਡੈਨਸਿਟੀ ਫੰਕਸ਼ਨਲ ਥਿਊਰੀ (DFT) ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ, ਇਹ ਸਮਝਣ ਲਈ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ ਕਿ ਲਿਥੀਅਮ ਅਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨ ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਇਲੈਕਟੋਲਾਈਟ ਦੇ ਅੰਦਰ ਕਿਵੇਂ ਚਲਦੇ ਹਨ।
Li-H ਬੈਟਰੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਇਹ ਸਫਲਤਾ ਉੱਨਤ ਊਰਜਾ ਸਟੋਰੇਜ ਹੱਲਾਂ ਲਈ ਨਵੇਂ ਮੌਕੇ ਪੇਸ਼ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਸੰਭਾਵੀ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਨਵਿਆਉਣਯੋਗ ਊਰਜਾ ਗਰਿੱਡਾਂ, ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਾਹਨਾਂ, ਅਤੇ ਇੱਥੋਂ ਤੱਕ ਕਿ ਏਰੋਸਪੇਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨੂੰ ਵੀ ਫੈਲਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਰਵਾਇਤੀ ਨਿੱਕਲ-ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, Li-H ਸਿਸਟਮ ਵਧੀ ਹੋਈ ਊਰਜਾ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਇਸਨੂੰ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਪਾਵਰ ਸਟੋਰੇਜ ਲਈ ਇੱਕ ਮਜ਼ਬੂਤ ਉਮੀਦਵਾਰ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਐਨੋਡ-ਮੁਕਤ ਸੰਸਕਰਣ ਵਧੇਰੇ ਲਾਗਤ-ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਅਤੇ ਸਕੇਲੇਬਲ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ-ਅਧਾਰਤ ਬੈਟਰੀਆਂ ਲਈ ਨੀਂਹ ਰੱਖਦਾ ਹੈ।
ਪੇਪਰ ਲਿੰਕ:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(ZHENG Zihong ਦੁਆਰਾ ਲਿਖਿਆ, WU Yuyang ਦੁਆਰਾ ਸੰਪਾਦਿਤ)
ਪੋਸਟ ਸਮਾਂ: ਮਾਰਚ-12-2025