Litimi talab etmaydigan yangi turdagi xavfsiz akkumulyator yaratildi

Koreya ilgʻor texnologiyalar instituti (KAIST) mutaxassislari suv asosidagi sirkoniy va sirkon-ion batareyalari uchun yuqori quvvat hamda tezkor quvvatlanish tezligini taʼminlovchi innovatsion elektrod ishlab chiqishdi. ixbt.com maʼlumotiga koʻra, mazkur yutuq energiya saqlash tizimlari bozorida anʼanaviy litiyli qurilmalarga xavfsiz va arzonroq muqobil yaratish yoʻlidagi muhim qadam boʻlishi kutilmoqda. Bu haqda Ixbt.com xabar beradi.

Hozirgi kunda suv asosidagi sirkon-ion batareyalari statsionar energiya saqlash tizimlari uchun istiqbolli yoʻnalish sifatida qaralmoqda. Ular suvga asoslangan yongʻinga chidamli elektrolit va arzon xomashyodan foydalangani bois anʼanaviy litiy tizimlariga nisbatan xavfsizroq hamda tejamkorroq hisoblanadi. Biroq texnologiyaning keng tarqalishiga yetarli darajada energiya sigʻimi mavjud emasligi va tezkor quvvatlanishdagi qiyinchiliklar toʻsqinlik qilib kelayotgan edi.

Innovatsion yondashuv va maxsus tuzilma

Ayniqsa, suvli elektrolit tarkibidagi protonlar yuqori harakatchanligi sababli elektrod yuzasida istalmagan nojoʻya reaksiyalarni keltirib chiqarib, akkumulyator ish faoliyatini pasaytirishi bilan muammo tugʻdirardi. KAIST jamoasi bu toʻsiqni chetlab oʻtish oʻrniga, protonlarni qoʻshimcha energiya saqlash mexanizmiga aylantirishga qaror qildi. Buning uchun olimlar metall-organik karkas deb nomlangan ikki oʻlchovli govakli materialni amalda qoʻllashdi.

Tadqiqotchilar ushbu materialning mikroskopik govaklariga kuchlanishga qarab ishlaydigan maxsus aminokislota guruhlarini oʻrnatdilar. Natijada yuqori kuchlanishda elektrod dastlab nisbatan yirik sirkon ionlarini qabul qilsa, kuchlanish pasayganda aminoguruhlar faollashib, qolgan boʻshliqlarni mayda va tez harakatlanuvchi protonlar toʻldiradi.

Yuqori samaradorlik va amaliy natijalar

Olimlar ushbu jarayonni idishga dastlab yirik toshlarni, soʻngra ular orasidagi boʻshliqlarga qum toʻldirish jarayoniga qiyoslashmoqda. Ushbu tartib elektrod hajmidan yanada samarali foydalanishga sharoit yaratib, nojoʻya reaksiyalar ehtimolini sezilarli darajada kamaytiradi. Tajriba jarayonida yaratilgan elektrod 368,7 mA·soat/g solishtirma sigʻimni namoyish etdi.

Qayd etilishicha, quvvatlash va quvvatni uzatish tezligi 16 barobar oshirilganda ham qurilma oʻzining boshlangʻich sigʻimining 46,9 foizini saqlab qolgan hamda 500 martadan ortiq tezkor sikllarga bardosh bergan. Rentgen nurlari yordamida oʻtkazilgan tadqiqotlar jarayon haqiqatan ham dastlab sirkon ionlari, keyin esa protonlar ketma-ketligida kechishini amalda tasdiqladi.

Mutaxassislarning fikricha, gap faqat maʼlum bir materialda emas, balki turli ionlarning toʻplanish navbatini boshqarish prinsipining oʻzida. Mazkur yondashuv kelgusida boshqa turdagi elektrodlarga ham tatbiq etilib, yuqori sigʻim va tezkor quvvatlanishni oʻzida mujassam etgan yangi avlod akkumulyatorlarini yaratish imkonini beradi.