Metallfreie Batterien auf Wasserbasis sind einzigartig und v\u00f6llig anders als solche, die Kobalt in seiner Lithium-Ionen-Form verwenden. Der Fokus des Forschungsteams auf diesen Batterietyp beruht auf dem Wunsch, eine gr\u00f6\u00dfere Kontrolle \u00fcber die inl\u00e4ndische Lieferkette zu haben, da Kobalt und Lithium normalerweise aus anderen L\u00e4ndern bezogen werden. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnte eine sicherere Batteriechemie m\u00f6gliche Br\u00e4nde verhindern.<\/p>\n\n\n\n
Chemieingenieurprofessor Dr. Jodie Lutkenhaus und Assistenzprofessorin f\u00fcr Chemie Dr. Daniel Tabor ver\u00f6ffentlichte ihre Erkenntnisse zu lithiumfreien Batterien in der Fachzeitschrift Nature Materials.<\/p>\n\n\n\n
\u201eEs w\u00fcrde keine Batteriebr\u00e4nde mehr geben, weil alles auf Wasser basiert\u201c, sagte L\u00fctkenhaus. \u201eSollte in Zukunft die prognostizierte Materialknappheit eintreten, wird der Preis f\u00fcr Lithium-Ionen-Batterien stark steigen. Wenn wir eine alternative Batterie haben, k\u00f6nnen wir auf diese Chemie zur\u00fcckgreifen, wo die Versorgung viel stabiler ist, weil wir sie in den Vereinigten Staaten herstellen k\u00f6nnen und die Materialien f\u00fcr ihre Herstellung hier verf\u00fcgbar sind.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Lutkenhaus sagte auch, dass Wasserbatterien aus einer Kathode, einem Elektrolyten und einer Anode bestehen. Kathoden und Anoden sind Polymere, die Energie speichern k\u00f6nnen, und der Elektrolyt ist Wasser, gemischt mit organischen Salzen. Der Elektrolyt ist entscheidend f\u00fcr die Ionenleitung und die Energiespeicherung durch Wechselwirkung mit der Elektrode.<\/p>\n\n\n\n
\u201eWenn die Elektrode w\u00e4hrend ihrer Zyklen zu stark anschwillt, kann sie die Elektronen nicht mehr gut leiten und die Gesamtleistung geht verloren\u201c, sagte sie. \u201eIch glaube, dass es je nach Wahl des Elektrolyten aufgrund von Quellungseffekten einen 1.000-prozentigen Unterschied in der Energiespeicherkapazit\u00e4t gibt.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Ihrer Arbeit zufolge sind redoxaktive, nicht konjugierte radikalische Polymere (Elektroden) aufgrund der hohen Entladespannung und der schnellen Redoxkinetik der Polymere vielversprechende Kandidaten f\u00fcr metallfreie Wasserbatterien. Die Reaktion ist komplex und aufgrund der gleichzeitigen \u00dcbertragung von Elektronen, Ionen und Wassermolek\u00fclen schwer zu l\u00f6sen.<\/p>\n\n\n\n
Tabors Forschungsgruppe erg\u00e4nzte die experimentellen Bem\u00fchungen durch Computersimulationen und Analysen. Die Simulationen lieferten Einblicke in das mikroskopische molekulare Bild von Struktur und Dynamik.<\/p>\n\n\n\n
\u201eTheorie und Experiment arbeiten oft eng zusammen, um diese Materialien zu verstehen. \u201eEines der neuen Dinge, die wir in dieser Arbeit rechnerisch machen, besteht darin, die Elektrode tats\u00e4chlich auf mehrere Ladezust\u00e4nde aufzuladen und zu sehen, wie die Umgebung auf diese Aufladung reagiert\u201c, sagte Tabor.<\/p>\n\n\n\n
Die Forscher beobachteten makroskopisch, ob die Kathode der Batterie in Gegenwart bestimmter Salzarten besser funktionierte, indem sie genau ma\u00dfen, wie viel Wasser und Salz w\u00e4hrend des Betriebs in die Batterie gelangten.<\/p>\n\n\n\n
\u201eWir haben dies getan, um zu erkl\u00e4ren, was wir experimentell beobachtet haben\u201c, sagte er. \u201eWir m\u00f6chten unsere Simulationen nun auf zuk\u00fcnftige Systeme ausweiten. Wir mussten unsere Theorie \u00fcber die Kr\u00e4fte best\u00e4tigen, die eine solche Wasser- und L\u00f6sungsmittelinjektion antreiben.\u201c<\/p>\n\n\n\n
\u201eMit dieser neuen Energiespeichertechnologie sind wir der Lithium-freien Batterie einen Schritt n\u00e4her gekommen. \u201eAuf molekularer Ebene haben wir eine bessere Vorstellung davon, warum einige Batterieelektroden besser funktionieren als andere, und das liefert uns starke Beweise und Orientierungshilfen f\u00fcr die Weiterentwicklung des Materialdesigns\u201c, sagte Tabor.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Metallfreie Batterien auf Wasserbasis sind einzigartig und v\u00f6llig anders als solche, die Kobalt in seiner Lithium-Ionen-Form verwenden. Der Fokus des Forschungsteams auf diesen Batterietyp beruht auf dem Wunsch, eine gr\u00f6\u00dfere Kontrolle \u00fcber die inl\u00e4ndische Lieferkette zu haben, da Kobalt und Lithium normalerweise aus anderen L\u00e4ndern bezogen werden. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnte eine sicherere Batteriechemie potenzielle [\u2026] verhindern.<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[10,4,12],"tags":[],"class_list":["post-272","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-poslovne-resitve","category-racunalnistvo-telefonija","category-triki-nasveti"],"acf":{"subtitle":"Znanstveniki teksa\u0161ke univerze A&M so odkrili 1000-odstotno razliko v zmogljivosti shranjevanja baterijskih elektrod na vodni osnovi brez kovin.","heading":"","summary":"Znanstveniki teksa\u0161ke univerze A&M so odkrili 1000-odstotno razliko v zmogljivosti shranjevanja baterijskih elektrod na vodni osnovi brez kovin.","thumbnail_small":"https:\/\/racunalniske-novice.com\/wp-content\/uploads\/2023\/05\/baterija-na-vodni-osnovi-560x315.jpg","thumbnail_large":"https:\/\/racunalniske-novice.com\/wp-content\/uploads\/2023\/05\/baterija-na-vodni-osnovi-1024x560.jpg","thumbnail_caption":"Foto: Texas A&M Engineering","gallery":"","video_gallery":null,"author":"","links":null,"sources":[{"title":"Nature","url":"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41563-023-01518-z"}],"skip_language":[]},"yoast_head":"\n