University of Science and Technology of China (USTC) မှ ပါမောက္ခ CHEN Wei ဦးဆောင်သော သုတေသနအဖွဲ့သည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဓာတ်ငွေ့ကို anode အဖြစ်အသုံးပြုသည့် ဓာတုဘက်ထရီစနစ်အသစ်ကို မိတ်ဆက်ခဲ့သည်။ လေ့လာမှုအား ထုတ်ဝေခဲ့သည်။Angewandte Chemie International ထုတ်ဝေမှု.
ဟိုက်ဒရိုဂျင် (H2) ၎င်း၏ နှစ်သက်ဖွယ်ကောင်းသော လျှပ်စစ်ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် တည်ငြိမ်ပြီး ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်သယ်ဆောင်သူအဖြစ် အာရုံစိုက်မှုရရှိခဲ့သည်။ သို့သော် ရိုးရာ ဟိုက်ဒရိုဂျင်အခြေခံ ဘက်ထရီများသည် H ကို အဓိကအသုံးပြုသည်။၂၎င်းတို့၏ဗို့အားအကွာအဝေးကို 0.8-1.4 V အထိကန့်သတ်ထားပြီး ၎င်းတို့၏ အလုံးစုံစွမ်းအင်သိုလှောင်မှုစွမ်းရည်ကို ကန့်သတ်ထားသည့် cathode တစ်ခုဖြစ်သည်။ ကန့်သတ်ချက်များကိုကျော်လွှားရန်၊ သုတေသနအဖွဲ့သည် H ကိုအသုံးပြု၍ ဆန်းသစ်သောချဉ်းကပ်မှုကိုအဆိုပြုခဲ့သည်။၂စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆနှင့် အလုပ်ဗို့အား သိသိသာသာ မြှင့်တင်ပေးသည့် anode အဖြစ်။ anode အဖြစ် lithium metal နှင့် တွဲထားသောအခါ ဘက်ထရီသည် ထူးခြားသော လျှပ်စစ်ဓာတု စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပြသသည်။
Li-H ဘက်ထရီ ၏ ပုံသဏ္ဍာန်။ (USTC မှပုံ)
သုတေသီများသည် ရှေ့ပြေးပုံစံ Li-H ဘက်ထရီစနစ်အား လစ်သီယမ်သတ္တု anode၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကတ်သိုဒ့်အဖြစ် အသုံးပြုသည့် ပလက်တီနမ်ဖြင့် ဖုံးလွှမ်းထားသော ဓာတ်ငွေ့ပျံ့နှံ့မှုအလွှာနှင့် အစိုင်အခဲ အီလက်ထရွန်းများ (Li) တို့ကို ပေါင်းစပ်ထည့်သွင်းထားသည်။၁.၃Al၀.၃Ti၁.၇(စာတိုက်4)3သို့မဟုတ် LATP)။ ဤဖွဲ့စည်းပုံသည် မလိုလားအပ်သော ဓာတုတုံ့ပြန်မှုများကို လျော့နည်းစေပြီး ထိရောက်သော လစ်သီယမ်အိုင်းယွန်း သယ်ယူပို့ဆောင်မှုကို ခွင့်ပြုသည်။ စမ်းသပ်ခြင်းအားဖြင့် Li-H ဘက်ထရီသည် သီအိုရီအရ စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆ 2825 Wh/kg ကို သရုပ်ပြခဲ့ပြီး 3V ဝန်းကျင်တွင် တည်ငြိမ်သောဗို့အားကို ထိန်းသိမ်းထားသည်။ ထို့အပြင်၊ ၎င်းသည် 99.7% ၏ မှတ်သားဖွယ် အသွားအပြန် ထိရောက်မှု (RTE) ကို ရရှိပြီး အားသွင်းခြင်းနှင့် အားသွင်းသည့် စက်ဝန်းအတွင်း စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးမှု အနည်းဆုံးဖြစ်ပြီး ရေရှည်တည်ငြိမ်မှုကို ထိန်းသိမ်းထားသည်။
ကုန်ကျစရိတ်သက်သာမှု၊ ဘေးကင်းမှုနှင့် ထုတ်လုပ်မှုရိုးရှင်းမှုတို့ကို ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်စေရန်အတွက် အဖွဲ့သည် ကြိုတင်ထည့်သွင်းထားသည့် လီသီယမ်သတ္တုလိုအပ်မှုကို ဖယ်ရှားပေးသည့် anode-free Li-H ဘက်ထရီကို တီထွင်ခဲ့သည်။ ယင်းအစား ဘက်ထရီသည် လစ်သီယမ်ဆားများ (LiH) မှ လီသီယမ်ကို စုဆောင်းသည်။2PO4အားသွင်းနေစဉ်အတွင်း electrolyte နှင့် LiOH)။ ဗားရှင်းသည် အပိုအကျိုးကျေးဇူးများကို မိတ်ဆက်စဉ်တွင် ပုံမှန် Li-H ဘက်ထရီ၏ အားသာချက်များကို ဆက်လက်ထိန်းသိမ်းထားသည်။ ၎င်းသည် Coulombic Efficiency (CE) 98.5% ဖြင့် ထိရောက်သော လီသီယမ် သုတ်ခြင်းနှင့် ထုတ်ယူခြင်းတို့ကို လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ ၎င်းသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပါဝင်မှုနည်းသည့်တိုင် တည်ငြိမ်စွာ လည်ပတ်နိုင်ပြီး ဖိအားမြင့် H₂ သိုလှောင်မှုအပေါ် မှီခိုမှုကို လျှော့ချပေးသည်။ Density Functional Theory (DFT) simulations ကဲ့သို့သော ကွန်ပြူတာပုံစံ၊ လီသီယမ်နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်အိုင်းယွန်းများ ဘက်ထရီ၏ electrolyte အတွင်း မည်သို့ရွေ့လျားသည်ကို နားလည်ရန် လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။
Li-H ဘက်ထရီနည်းပညာတွင် အောင်မြင်မှုများသည် ခေတ်မီစွမ်းအင်သိုလှောင်မှုဖြေရှင်းချက်များအတွက် အခွင့်အလမ်းသစ်များကို ပေးစွမ်းနိုင်ပြီး ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်လိုင်းများ၊ လျှပ်စစ်ကားများနှင့် အာကာသယာဉ်နည်းပညာများပါရှိသည့် အလားအလာရှိသော အပလီကေးရှင်းများပါဝင်သည်။ သမားရိုးကျ နီကယ်-ဟိုက်ဒရိုဂျင် ဘက်ထရီများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက Li-H စနစ်သည် ပိုမိုကောင်းမွန်သော စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပေးစွမ်းပြီး မျိုးဆက်သစ် ဓာတ်အား သိုလှောင်မှုအတွက် ခိုင်မာသော ကိုယ်စားလှယ်လောင်း ဖြစ်လာစေသည်။ anode-free ဗားရှင်းသည် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာပြီး ဟိုက်ဒရိုဂျင်အခြေခံဘက်ထရီများအတွက် ပိုမိုအုတ်မြစ်ချပေးသည်။
စက္ကူလင့်ခ်-https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(ZHENG Zihong မှရေးသားသည်၊ WU Yuyang မှတည်းဖြတ်သည်)
စာတိုက်အချိန်- မတ်လ ၁၂-၂၀၂၅