​Новый катализатор UNIST повышает производительность металло-воздушных батарей

-
21:00
104
​Новый катализатор UNIST повышает производительность металло-воздушных батарей

Металло-воздушные батареи ( MAB ), которые используют кислород из окружающего воздуха в качестве рекурса для хранения и преобразования энергии, привлекли значительное внимание к их потенциальному использованию в электромобилях (EV) благодаря их большой емкости, малому весу и доступной цене.

Ульсанский национальный институт науки и техники ( UNIST), Южная Корея, разработал новый катализатор, который может повысить эффективность зарядки-разрядки металло-воздушных батарей.

Новый катализатор образуется очень тонким слоем оксидной пленки металла, осажденной на поверхности перовскитовых катализаторов; граница раздела, естественным образом образованная между двумя катализаторами, повышает общие эксплуатационные характеристики и стабильность нового катализатора. Статья об их работе опубликована в журнале Nano Energy.

Металло-воздушные батареи ( MAB ), в которых кислород из атмосферы вступает в реакцию с металлами для выработки электричества, являются одним из самых легких и компактных типов батарей. Они оснащены анодами, состоящими из чистых металлов (т.е. лития, цинка, магния и алюминия) и воздушным катодом, который соединен с неиссякаемым источником воздуха.

Благодаря высокой теоретической плотности энергии MABs считаются сильным кадидатом для электромобилей нового поколения. Существующие в настоящее время MAB используют редкие и дорогие металлические катализаторы для своих воздушных электродов, такие как платина (Pt). Это препятствует дальнейшей коммерциализации MAB на рынке. В качестве альтернативы были предложены перовскитовые катализаторы, обладающие отличными каталитическими свойствами, однако существуют низкие барьеры для активации.

Схематическая иллюстрация самореконструированного прослоя в LSM-20-Co, полученного путем диффузии in-situ Mn через повторяющиеся циклы осаждения атомного слоя.

Профессор Гунтае Ким из Школы энергетики и химической инженерии UNIST рассмотрел этот вопрос с помощью нового композитного катализатора, объединяющего два типа катализаторов, каждый из которых показал отличные характеристики в реакциях заряда и разряда.

Металлический катализатор (оксид кобальта, Co3O4), который хорошо выполняет зарядку, осаждается на очень тонком слое поверх перовскитного катализатора на основе марганца (La0.5Sr0.5MnO3, LSM), который хорошо выполняет разрядку. В результате, синергетический эффект двух катализаторов стал оптимальным, когда процесс осаждения повторялся 20 раз.

Исследования показали, что, насколько им известно, это первое исследование, посвященное исследованию самореконструированного межслойного слоя, индуцированного диффузией катиона на месте во время ALD-процесса, для разработки эффективного и стабильного бифункционального катализатора для щелочных цинково-воздушных батарей.

Это исследование было проведено в сотрудничестве с профессором Рэймондом Дж. Горте (Университет Пенсильвании), профессором Джоном М. Вохсом (Университет Пенсильвании) и профессором Ху Ён Чонгом (UNIST).

Эта работа была поддержана Глобальной программой стипендий для докторов наук в рамках гранта NRF, финансируемого Министерством науки и ICT Кореи (MSIT). Кроме того, она была поддержана Корейским институтом оценки и планирования энергетических технологий (KETEP) и Министерством торговли, промышленности и энергетики Кореи (MOTIE).

RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...