Nová vodíková baterie může pracovat čtyřikrát chladnější než dříve-což znamená hustší a dlouhodobější baterie EV
Budoucí elektrická auta by mohla příkop lithium-iontové baterieDíky novému průlomu ve skladování vodíkové energie při mnohem nižších teplotách, než bylo dříve možné.
Vědci z Tokijského institutu vědy vytvořili vodíkovou baterii, která používá jako katoda a vodík jako katodí, a elektrolyt s pevným státem s krystalovou strukturou.
Vodíkové baterie s pevnými složkami již existují, stejně jako vodíkové palivové články. První z nich však vyžaduje vysoké provozní teploty, zatímco druhý se snaží být stejně efektivní jako lithium-iontové baterie a také se snaží ukládat plyn vodíku pod vysokým tlakem. S touto novou vodíkovou baterií však vědci dosáhli plné teoretické úložné kapacity MGH2 Anoda a vysoká iontová vodivost při pokojové teplotě.
Pevný základ
Jádro této vodíkové baterie spočívá v jejím pevném elektrolytu. Elektrolyt, který je tvořen hydridem baryem, vápníkem a sodným, má krystalickou strukturu, která nabízí jak vysokou elektrochemickou stabilitu, tak vysokou iontovou vodivost, konkrétně, pokud jde o ionty vodíku, při relativně nízkých teplotách.
V provozu baterie funguje podobně jako lithium-iontová, s výjimkou toho, že spíše než pozitivně nabité ionty pohybující se elektrolytem, tato nová baterie používá hydridové ionty, které nesou negativní náboj a mohou procházet jeho krystalovou strukturou.
Při dodávce energie (vypouštění) prochází vodíkový plyn v katodě chemickou reakcí, která ji redukuje na hydridové ionty, které se pohybují elektrolytem do anody hořčíku, kde oxidují za vzniku MGH2. V tomto stavu dochází k oxidační redukční reakci (redox), což způsobuje, že negativně nabitá anoda ztratila elektrony. Tyto tok přes externí obvod do katody, který má nyní čistý kladný náboj – a přitom přináší sílu připojených zařízení nebo systémů.
Při nabíjení dochází k zpětnému natočení s externím zdrojem energie vyvolávajícím redox. Zde, MGH2 Anoda uvolňuje hydridové ionty, které procházejí elektrodou, aby byly oxidovány na vodíkové elektrodě za vzniku vodíkového plynu. Jako takový proudí elektrony z h2 Elektroda k mg, dokud již nemůže dojít k redukční reakci, což znamená, že baterie je v plně nabitém stavu.
S tímto návrhem baterie může být plyn vodíku skladován a uvolněn v pevné buňce na vyžádání s kapacitou 2 030 mAh na gram (pro informaci, Lithium-iontové baterie mají tendenci mít cpacitiy 154 až 203 mAh na gramzatímco některé z Nejlepší telefony mají lithium-iontovou kapacitu 5 000 mAh pro celou buňku).
Zatímco provozní teplota leží těsně pod bodem varu vody, což znamená, že taková baterie není připravena k použití v každodenních elektronických předmětech, jako jsou chytré telefony nebo notebooky, existuje prostor, který připravuje cestu pro efektivnější a snadnější skladování vodíku. To zase mohlo vidět, že elektrická vozidla přijímají spíše vodíkové baterie než lithium-iontové baterie, které jsou těžké a trpí degradací a klesající účinností během jejich života.
Lepší skladování vodíku bez potřeby vysokotlakých systémů, extrémního chlazení nebo vysokých provozních teplot by mohlo dále otevřít vodík jako zelený zdroj energie. Je to proto, že by to mohlo nabídnout méně uhlíkovou stopu než fosilní paliva a současné energetické systémy na bázi vodíku.
Vodík byl často nabízen jako jeden ze způsobů, jak přejít na zelenou energii, ačkoli jeho výroba, skladování a využití v systémech dodávek energie zůstaly výklenkou. Pokud by se zmenšil a vložil do výroby, mohl by tento průlom baterie i nadále pohánět vodík jako palivo budoucnosti.
