Cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia do King Abdullah descobriram uma importante razões moleculares para impedir uma alternativa econômica e segura para economizar energia sustentável à energia sustentável. Sua pesquisa, publicada O progresso da ciênciaComo a água é a vida e o desempenho da bateria e a adição de sal acessível – como sulfato de zinco – aliviam esse problema, até expõe a duração da bateria a mais de dez vezes.
Uma vida útil da bateria – aquática ou não – um dos principais determinantes é o ânodo. As reações químicas no ânodo produzem e armazenam a energia da bateria. No entanto, as reações químicas parasitárias reduzem o ânodo, comprometem o estilo de vida da bateria.
O novo estudo mostra como a água livre contribui para essas reações parasitárias e como o sulfato de zinco reduz a quantidade de água livre na bateria.
“Nossa pesquisa destaca a importância da estrutura da água na química da bateria, um parâmetro -chave que foi ignorado anteriormente”, o centro de excelência do elenco de tecnologias de energia e armazenamento renovável (CREST), o presidente do estudo, o investigador principal do estudo.
As moléculas de água livre descrevem as moléculas que não estão fortemente ligadas a vínculos com outras moléculas. Esse estado permite que a água esteja envolvida em mais moléculas, tomando energia e desencadeia reações indesejadas que comprometem o ânodo.
Foi demonstrado que o solfato estabiliza as ligações de água livre, descrevendo a equipe KST como “adesivo de água”, para alterar a mobilidade das moléculas de água que reduzem o número de reações parasitárias.
Embora a maioria dos testes de pesquisadores da KAST tenha sido feita em baterias usando sulfato de zinco, a investigação inicial mostrou que outros ânodo de sulfato de metal teve o mesmo efeito na inclusão de sal de sulfato no design da bateria que poderia ser uma solução universal para prolongar o estilo de vida de todas as baterias aquáticas.
“Os sais de sulfato são baratos, amplamente disponíveis e quimicamente estáveis, o que torna nossas soluções científicas e economicamente eficazes”, diz o cientista de pesquisa do elenco Yunpay Zhu, que conduziu a maioria dos testes.
As baterias aquáticas estão ganhando atenção global significativa como uma solução sustentável para economia de energia em grande escala e deve exceder o tamanho do mercado de US $ 10 bilhões até 2030. Ao contrário da bateria de lítio, que é frequentemente usada em veículos elétricos, as baterias aquáticas fornecem uma opção segura e mais sustentável para integrar a fonte de energia renovável, como energia solar em grades elétricas.
O professor Kast Omar Mohammad, Omar Bakr, Acixiang Jang e Mani Sarathi também contribuíram para o estudo.
