Кинески истражувачи развија батерија на база на вода за која тврдат дека е многу побезбедна и енергетски поефикасна од „многу запаливите“ литиум-јонски батерии.

Истражувачите велат дека новата батерија ќе биде двојно погуста на енергија од традиционалните литиум-јонски батерии и затоа има потенцијал да ја револуционизира индустријата за електрични возила.

„Водните“ батерии користат вода како растворувач за електролитите, зголемувајќи ја нивната безбедност. Традиционалните „не-водени“ литиум-јонски батерии имаат висока енергетска густина, но нивната безбедност е загрозена од запаливите органски електролити, компонентата за полнење и празнење што ја користат.

„Водните“ батерии генерално имаат помала енергетска густина поради ограничената растворливост на електролити и нискиот напон.

Сепак, истражувачите развија батерија „вода“ со висока енергетска густина базирана на халоген пренос на повеќе електрони.

Група истражувачи предводени од професорот Ли Ксијанфенг од Далиан Институтот за хемиска физика (DICP) во соработка со групата на професорот Фу Чианг исто така од DICP, развија катода за пренос на повеќе електрони базирана на бром и јод. Оваа катода постигна специфичен капацитет поголем од 800 Ah/L и енергетска густина до 1.200 Wh/L врз основа на католитот при целосно тестирање на батеријата, според истражувањето објавено во списанието Nature Energy.

За да се подобри густината на енергијата на батериите за вода, истражувачите користеле мешан халоген раствор од јодид (I-) и бромидни јони (Br-) како електролит. Тие развија реакција на трансфер на повеќе јони, пренесувајќи го I- во јоден елемент (I2), а потоа во јодат (IO3-).

Истражувачите рекоа дека за време на процесот на полнење, I- се оксидира до IO3- на позитивната страна, додека генерираниот H+ се пренесува на негативната страна во форма на потпорен електролит. За време на процесот на празнење, H+ се води од позитивната страна, а IO3- се намалува на I-.

Развиената катода за пренос на повеќе електрони имаше специфичен капацитет од 840 Ah/L. Со комбинирање на катодата со метален Cd за да се формира цврста батерија, истражувачите постигнаа енергетска густина до 1.200 Wh/L врз основа на развиениот католит.

Според истражувачите, Br- додаден на електролитот може да формира поларен јод бромид (IBr) за време на процесот на полнење, што ја олесни реакцијата со H2O за да се формира IO3-.

За време на празнењето, IO3- може да оксидира Br- до Br2 и да учествува во електрохемиската реакција за да се реализира реверзибилното и брзо празнење на IO3-. Затоа, бромидниот посредник формиран за време на процесот на полнење и празнење го оптимизираше процесот на реакција, ефикасно подобрувајќи ја кинетиката и реверзибилноста на електрохемиската реакција.

Според SCMP, кога истражувачите го тестирале нивниот електролит со ванадиумска анода, откриле дека животниот циклус на батеријата може да се продолжи на 1.000 циклуси и била покажана значителна стабилност.

Научниците исто така спомнаа дека енергетската густина на нивните батерии дури ја надминува густината на енергијата на некои материјали од цврсти електроди и би била споредлива по цена со традиционалните литиумски батерии.