Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Chen Wei từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) dẫn đầu đã công bố một phát minh mang tính đột phá – pin hydro-clo (H2-Cl2) dùng được trong mọi thời tiết có khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt do lạnh thấu xương. -70°C đến nhiệt độ nóng bức 40°C.
Cái này họcđược nêu bật trên trang bìa của Tạp chí Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, thể hiện một bước tiến đáng kể trong việc theo đuổi các công nghệ lưu trữ năng lượng hiệu quả và linh hoạt.
(Photo: Image via J. Am. Chem. Soc. 2023)
Chế tạo pin hydro-clo có thể sạc lại
Pin nhiên liệu hydro từ lâu đã được ca ngợi vì hứa hẹn cung cấp năng lượng bền vững, chủ yếu là do lượng hydro dồi dào.
Trong số đó, pin nhiên liệu H2-Cl2 nổi bật với động học điện hóa nhanh, thế oxi hóa khử cao và khả năng riêng mạnh mẽ của cặp oxi hóa khử Cl2/Cl-.
Tuy nhiên, một thách thức dai dẳng đã gây khó khăn cho các tế bào này là sự bay hơi của khí clo trong quá trình sạc, dẫn đến hiệu suất Coulomb kém và khả năng đảo ngược.
Cái này báo cáo được chia sẻ bởi Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cho chúng ta biết rằng hành trình của nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng việc xác định một vấn đề quan trọng: các cực âm hấp phụ truyền thống gặp khó khăn trong việc cố định Cl2 do thiếu các vị trí liên kết có ái lực mạnh với nó, dẫn đến khả năng đảo ngược thấp.
Nhóm nghiên cứu đã khéo léo thiết kế một cực âm cacbon xốp có trật tự để vượt qua rào cản này, bằng cách kết hợp cacbon xốp/lỗ trung bình (HPC) và nỉ cacbon xốp lớn (CF). Phương pháp cải tiến này đã hạn chế hiệu quả Cl2 khó nắm bắt trên cực âm, mở ra khả năng đảo ngược nâng cao.
Kết Quả Ấn Tượng, Lộ Cơ Chế
Pin H2-Cl2 thể hiện hiệu suất vượt trội, duy trì hiệu suất Coulombic cao và độ ổn định trong 500 chu kỳ ấn tượng ở công suất phóng điện 3 mAh cm-2.
Khả năng phục hồi của chúng ở nhiệt độ cực thấp thậm chí còn đáng chú ý hơn, tự hào có mức phóng điện ổn định là 1,1 V và công suất riêng là 282 mAh g-1 ở nhiệt độ lạnh thấu xương -70°C.
Nhóm nghiên cứu đã chuyển sang các kỹ thuật tiên tiến để làm sáng tỏ bí ẩn đằng sau khả năng đảo ngược được cải thiện này. Kết hợp quang phổ quang điện tử tia X (XPS) với các tính toán lý thuyết đã làm sáng tỏ phản ứng Cl2/Cl-, cho thấy mối tương quan của nó với sự hình thành thuận nghịch và sự đứt gãy của liên kết C-Cl.
Cái nhìn sâu sắc mang tính đột phá này về hoạt động bên trong của pin mở ra con đường mới cho việc thiết kế pin clo dạng nước và pin hydro mật độ năng lượng cao trên phổ nhiệt độ rộng.
Một biên giới mới cho việc lưu trữ năng lượng
Nói một cách đơn giản hơn, các nhà nghiên cứu đã đi tiên phong trong việc tạo ra loại pin H2-Cl2 có thể sạc lại, loại pin này không chỉ vượt qua được những thách thức do nhiệt độ khắc nghiệt đặt ra mà còn đưa ra một giải pháp đầy hứa hẹn cho các vấn đề tồn tại lâu dài về hiệu suất Coulombic và khả năng đảo ngược.
Sự phát triển này thể hiện một bước tiến đáng kể trong việc triển khai pin hydro-clo trong các tình huống thực tế, vượt qua những hạn chế đã cản trở việc áp dụng rộng rãi chúng.
Trong những tin tức khác
Một tòa án ở Florida đã tìm thấy “bằng chứng hợp lý” cho thấy Giám đốc điều hành Tesla Elon Musk và các quan chức khác đã biết về các lỗi của hệ thống Autopilot nhưng vẫn cho phép lái những chiếc xe nguy hiểm.
Thẩm phán Reid Scott của Tòa án quận Palm Beach tuần trước đã cấp cho nguyên đơn trong một vụ va chạm chết người quyền kiện Tesla vì hành vi sai trái có chủ ý và sơ suất nghiêm trọng.
(Photo: TechTimes Writer John Lopez)
ⓒ 2023 TECHTIMES.com Mọi quyền được bảo lưu. Không sao chép mà không được phép.
thẻ: