Литими талаб этмайдиган янги турдаги хавфсиз аккумулятор яратилди

Корея илғор технологиялар институти (КАИСТ) мутахассислари сув асосидаги цирконий ва циркон-ион батареялари учун юқори қувват ҳамда тезкор қувватланиш тезлигини таъминловчи инновацион электрод ишлаб чиқишди. ixbt.com маълумотига кўра, мазкур ютуқ энергия сақлаш тизимлари бозорида анъанавий литийли қурилмаларга хавфсиз ва арзонроқ муқобил яратиш йўлидаги муҳим қадам бўлиши кутилмоқда. Бу ҳақда Ixbt.com хабар беради.

Ҳозирги кунда сув асосидаги циркон-ион батареялари стационар энергия сақлаш тизимлари учун истиқболли йўналиш сифатида қаралмоқда. Улар сувга асосланган ёнғинга чидамли электролит ва арзон хомашёдан фойдалангани боис анъанавий литий тизимларига нисбатан хавфсизроқ ҳамда тежамкорроқ ҳисобланади. Бироқ технологиянинг кенг тарқалишига етарли даражада энергия сиғими мавжуд эмаслиги ва тезкор қувватланишдаги қийинчиликлар тўсқинлик қилиб келаётган эди.

Инновацион ёндашув ва махсус тузилма

Айниқса, сувли электролит таркибидаги протонлар юқори ҳаракатчанлиги сабабли электрод юзасида исталмаган ножўя реакцияларни келтириб чиқариб, аккумулятор иш фаолиятини пасайтириши билан муаммо туғдирарди. КАИСТ жамоаси бу тўсиқни четлаб ўтиш ўрнига, протонларни қўшимча энергия сақлаш механизмига айлантиришга қарор қилди. Бунинг учун олимлар металл-органик каркас деб номланган икки ўлчовли говакли материални амалда қўллашди.

Тадқиқотчилар ушбу материалнинг микроскопик говакларига кучланишга қараб ишлайдиган махсус аминокислота гуруҳларини ўрнатдилар. Натижада юқори кучланишда электрод дастлаб нисбатан йирик циркон ионларини қабул қилса, кучланиш пасайганда аминогуруҳлар фаоллашиб, қолган бўшлиқларни майда ва тез ҳаракатланувчи протонлар тўлдиради.

Юқори самарадорлик ва амалий натижалар

Олимлар ушбу жараённи идишга дастлаб йирик тошларни, сўнгра улар орасидаги бўшлиқларга қум тўлдириш жараёнига қиёслашмоқда. Ушбу тартиб электрод ҳажмидан янада самарали фойдаланишга шароит яратиб, ножўя реакциялар эҳтимолини сезиларли даражада камайтиради. Тажриба жараёнида яратилган электрод 368,7 мА·соат/г солиштирма сиғимни намойиш этди.

Қайд этилишича, қувватлаш ва қувватни узатиш тезлиги 16 баробар оширилганда ҳам қурилма ўзининг бошланғич сиғимининг 46,9 фоизини сақлаб қолган ҳамда 500 мартадан ортиқ тезкор сиклларга бардош берган. Рентген нурлари ёрдамида ўтказилган тадқиқотлар жараён ҳақиқатан ҳам дастлаб циркон ионлари, кейин эса протонлар кетма-кетлигида кечишини амалда тасдиқлади.

Мутахассисларнинг фикрича, гап фақат маълум бир материалда эмас, балки турли ионларнинг тўпланиш навбатини бошқариш принципининг ўзида. Мазкур ёндашув келгусида бошқа турдаги электродларга ҳам татбиқ этилиб, юқори сиғим ва тезкор қувватланишни ўзида мужассам этган янги авлод аккумуляторларини яратиш имконини беради.