Çinlilər litium batareyalardan 6 dəfə daha həcmli yeni növ ion batareyası hazırlayıblar
29.09.2025 / Maraqlı məlumatlar
Çinli alimlər kimyəvi batareyaların hazırlanmasında irəliləyiş əldə etdiklərini bildiriblər və hidrid-ionlara - mənfi yüklü hidrogen ionlarına əsaslanan ilk işlək batareya prototipini təqdim ediblər. Litium batareyaları müsbət yüklü litium ionlarından istifadə edir, halbuki mənfi yüklü hissəciklər elektrolitdə xeyli daha “aqressiv” davranış göstərirlər. “Təqdim olunan batareyalar tamamilə fərqlidir” - deyə tədqiqatçılar açıqlama veriblər. Təqdim edilən hidrid-ion batareyası ilk dəfə otaq temperaturunda işləyib ki, bu da hidrid materialları üçün yenilik hesab olunur. Hidrid-ionlar hidrogen atomunun əlavə elektron tutması nəticəsində əmələ gəlir ki, bu da onları litium ionları ilə müqayisədə daha enerjili, kimyəvi və elektrik baxımından daha aktiv edir. Bu isə əsaslı dərəcədə fərqli elektrokimyəvi prosesləri təmin edir, enerjinin maye elektrolitlərdən istifadə olunmadan effektiv şəkildə toplanıb buraxılmasını göstərir və bununla da sızma və yanğın risklərini minimuma endirir.
Maraqlıdır ki, hidrogen ionlarını saxlaya bilən yeni elektrolit materialı hidrogen yanacaq sistemləri üçün bu qazın toplayıcılarını axtararkən kəşf edilib. Əvvəllər hazırlanmış bütün hidrid materialları ionların aşağı (şərti olaraq otaq) temperaturda sabit saxlanması ilə öyünə bilmirdi və öz xüsusiyyətlərini yalnız yüksək qızdırılma zamanı göstərirdi. Alimlər bu məhdudiyyəti aradan qaldıra biliblər və onlara lazım olan xüsusiyyətləri nadir torpaq elementlərindən biri olan seriumda aşkarlayıblar. Beləliklə, yeni batareyanın əsas elementi serium hidridi (CeH3) əsasında hazırlanmış, üzəri barium hidridi (BaH2) qatı ilə örtülmüş kompozit elektrolit olub. Bildirilir ki, ilk dəfə sintez olunmuş və əvvəllər təsvir edilməmiş bu material otaq temperaturunda yüksək hidrid-ion keçiriciliyini əla istilik və elektrokimyəvi sabitliklə birləşdirir.
Serium ən geniş yayılmış nadir torpaq metallardan biri kimi (baxmayaraq ki, hələlik hasilat prosesi baha olduğundan kütləvi şəkildə çıxarılmır) texnologiyanı iqtisadi cəhətdən perspektivli edir, çünki Yer qabığında onun ehtiyatları mis və qurğuşun ehtiyatlarını üstələyir. Batareyanın anodu serium-hidrid materialından, katodu isə natrium-alüminium hidriddən (NaAlH4) hazırlanıb ki, bu da komponentlərin uyğunluğunu təmin edir və arzuolunmaz reaksiyaların qarşısını alır. Təcrübi testlər yeni batareyanın üstün xüsusiyyətlərini təsdiqləyib: ilkin xüsusi tutum 984 mA·s/q səviyyəsinə çatıb və 1200 mA·s/q-a qədər yüksəlmə perspektivi var. Bu göstərici tipik litium-ion batareyalarının 150-300 mA·s/q səviyyəsini və qrafit anodunun nəzəri tutumu olan 372 mA·s/q-u xeyli üstələyir.
20 doldurma-boşaltma dövründən sonra tutum 402 mA·s/q səviyyəsində sabitləşib, çoxqatlı konfiqurasiya isə gərginliyi 1.9 V-a qədər artırıb ki, bu da sarı LED lampanı yandırmağa imkan verib. Hidrid materiallarının müxtəlifliyi sayəsində gələcək optimallaşdırmalar üçün hidrid-ion batareyalarının hazırlanması təmiz enerjinin saxlanması və çevrilməsi, o cümlədən yanacaq elementləri və elektrolizatorlar üçün geniş imkanlar açır. Litium batareyalarından fərqli olaraq, qısaqapanmalara səbəb olan metal strukturlar - dendritlərin yaranmasına meylli deyillər. Yüklənmə daşıyıcısı kimi hidrogenin istifadəsi bu riskləri aradan qaldırır və təhlükəsizliyi artırır. Miqyaslandırma və davamlılığın yaxşılaşdırılması ilə bağlı çətinliklərə baxmayaraq, bu texnologiya elektromobillərdə, portativ cihazlarda və bərpa olunan energetikada inqilab yarada bilər, davamlı enerji mənbələrinə keçidi sürətləndirə bilər.
