Mis on liitium-õhk aku uues liitiumpatareitehnoloogias?

Li-Air aku on suure mahutavusega liitiumioonaku, mille on ühiselt välja töötanud Jaapani Tehnoloogiainstituut (Jaapani Tehnoloogiainstituut, edaspidi "Li-Air") ja "Li-Air" (jaapani jaapani keel, edaspidi JSPS). . Aku katood on liitiummetall ja anood õhuhapnik. Kaks elektroodi on eraldatud tahke elektrolüüdiga; elektrood kasutab orgaanilist elektrolüüti ja elektrood veepõhist elektrolüüti.

Tühjendusprotsessi ajal lahustub negatiivne elektrood orgaanilises elektrolüüdi lahuses liitiumioonidena ja siseneb seejärel läbi tahke elektrolüüdi positiivse elektroodi vesilahusesse; selle projektiga on kavas uurida uut taastuvenergia-elektroodimaterjali-elektroodimaterjali süsteemi ja kasutada seda süsteemi elektroodideks. Materjal läbib selliseid protsesse nagu laadimine ja tühjendamine, tühjendamine ja tühjendamine, et saavutada elektroodi materjali toimimise tõhus kontroll. Aku laadimise ja tühjenemise käigus transporditakse elektronid juhtjuhtme kaudu negatiivsele elektroodile ning liitiumioonid liiguvad positiivse elektroodi vesilahusest läbi tahke elektrolüüdi, sisenevad negatiivsesse elektroodi ja reageerivad negatiivsega keemiliselt. elektrood, et moodustada mingi metalliline liitium. Positiivse elektroodi juures kaotavad hüdroksüülrühmad hapniku tootmiseks elektrone.

Asendades positiivse elektrolüüdi ja negatiivse liitiumi, ei pea liitium-õhk akut laadima. Selle tühjendusvõimsus on kuni 50,000 mAh/g ja sellel on kõrge energiatihedus. Teoreetiliselt võrdub 30 kg metallilist liitiumi 40 liitri bensiini vabanemisega. energiat. Selle meetodiga valmistatud liitiumhüdroksiidi on lihtne taastada ja see ei saasta keskkonda. Lahendamata jäävad aga sellised probleemid nagu materjali tsükli stabiilsus, energia muundamise efektiivsus ja kõrge kiirus.

2015. aastal saavutas Gray Cambridge'i ülikoolist välja töötatud liitium-õhk aku teoreetiliselt energiakasutusmäära "rohkem kui 2,000" laadimis- ja tühjendustsüklitega üle 90%, edendades veelgi liitium-õhk akud. Rahvusvaheline ärimasinate ettevõte IBM käivitas 2009. aastal programmi "Säästev transport", mille eesmärk on välja töötada kodustele elektrisõidukitele sobiv liitium-õhk aku, mille sõiduulatus pärast ühekordset laadimist ja tühjenemist peaks olema ligikaudu 500 kilomeetrit. Viimasel ajal on selles projektis osalenud ka Jaapani Asahi Kasei Corporation, Central Glass ja teised, kelle uurimistulemused soodustavad kindlasti liitium-õhk aku tehnoloogia praktilist rakendamist.

Liitium-õhk akudel on lai kasutusala ning neid saab kasutada elektrisõidukites, droonides, päikese- ja tuuleenergia salvestamisel ning muudes valdkondades. Võrreldes traditsiooniliste liitium-ioonakudega on liitium-õhk akudel pikem kasutusiga, suurem energiatihedus ja madalam hind. Lisaks on liitium-õhkpatareidel ka uuenduslikud eelised, mis aitavad meil kiiremini ehitada vähese CO2-heitega ja keskkonnasõbralikku tulevikku.