Przełomowa bateria jest ognioodporna, wodorozcieńczalna, organiczna, trwała i nadaje się do recyklingu
Zespół badawczy z Uniwersytetu Tohoku, we współpracy z Nitto Boseki Ltd., opracował nowy organiczny polimer redoks, który rozwiązuje niektóre z głównych wyzwań w rozwoju bezpieczniejszych i bardziej zrównoważonych baterii wodnych. Badania - opublikowane w czasopiśmie Polymer Journal - szczegółowo opisują wysokowydajny materiał elektrodowy, który jest kompatybilny z elektrolitami wodnymi i nadaje się do recyklingu.
Baterie organiczne, które wykorzystują polimery wykonane z pierwiastków ziemskich, okazały się obiecującym obszarem badań naukowych. Jednak wiele z najlepszych cząsteczek organicznych wykorzystywanych do przechowywania ładunku jest hydrofobowych, więc nie sprawdzają się dobrze w systemach wodnych.
Zespół badawczy z Tohoku rozwiązał ten problem poprzez chemiczne połączenie cząsteczki organicznej o dużej pojemności o nazwie hydrochinon z polialaminą - rozpuszczalnym w wodzie szkieletem polimerowym. Nowa struktura polimerowa jest nie tylko odpowiednia dla baterii na bazie wody, ale także wykorzystuje odpychanie elektrostatyczne, aby zapobiec powszechnej reakcji ubocznej, która utrudnia działanie hydrochinonu.
Jako dowód słuszności koncepcji, zespół badawczy zbudował baterię "polimerowo-powietrzną" przy użyciu nowego materiału. Akumulator wykazał się wysoką trwałością w przeprowadzonych testach, tracąc zaledwie 1% swojej pojemności w ponad 100 cyklach. Ponadto zastosowanie elektrolitu na bazie wody oznacza brak ryzyka pożaru związanego z konwencjonalnymi bateriami.
O podobnym osiągnięciu informowaliśmy około 10 dni temu, podkreślając rosnący trend w projektowaniu baterii z myślą o recyklingu. W tamtych badaniach zespół Zespół MIT stworzył samoorganizujący się elektrolit półprzewodnikowy z cząsteczek podobnych do kevlaru który można rozpuścić w rozpuszczalniku organicznym w celu łatwego recyklingu. Nowy polimer opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Tohoku również nadaje się do recyklingu, ale z nieco innym podejściem - można go rozbić na surowce poprzez obróbkę kwasem.
Źródło(a)
Natura przez Uniwersytet Tohoku
