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Spinta per batterie migliori nell’elettronica di consumo

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Il dottor Zhongfan Jia sta sviluppando una migliore capacità di immagazzinamento della batteria per le “batterie a radicali organici” ai polimeri elettroattivi nel suo laboratorio della Flinders University. Credito: Flinders University

Un team di ricerca internazionale si è avvicinato allo sviluppo di un modello di batteria “organica” più sostenibile e ricaricabile, raddoppiando la sua capacità di accumulo di energia.

Con l’obiettivo di alimentare un giorno piccoli dispositivi elettronici e deviare i rifiuti tossici dalle discariche, i ricercatori della Flinders University con collaboratori cinesi hanno utilizzato una strategia di catalisi per produrre accumulatori a due elettroni in batterie di radicali organici, o “ORB”, un grande progresso nel miglioramento la loro capacità di archiviazione.

L’emergente tecnologia delle batterie ricaricabili utilizza materiali più rispettosi dell’ambiente rispetto alle attuali batterie a base di metallo. Gli ORB possono essere prodotti da composti organici sostenibili per ridurre la dipendenza dall’estrazione di litio e cobalto. Questi materiali rari di solito non vengono riciclati nelle batterie moderne e finiscono nella spazzatura.

Tuttavia, l’acquisizione di ORB nei mercati dell’elettronica e di altri piccoli dispositivi è stata finora limitata a causa della loro capacità inferiore rispetto alle batterie agli ioni di litio commercializzate.

Ricerche precedenti hanno scoperto che solo un elettrone può essere immagazzinato in modo reversibile nei materiali, il che fornisce alla batteria solo una capacità massima di 110 mAh/g.

“La catalisi è stata ampiamente utilizzata nelle batterie a base di litio come le batterie al litio-ossigeno e le batterie al litio-zolfo per migliorarne le prestazioni energetiche e energetiche”, afferma il dott. Zhongfan Jia, docente di chimica senior, leader della ricerca presso l’Istituto per la nanoscala della Flinders University Scienze e tecnologia.

Il team di ricerca applica in primo luogo questa strategia agli ORB e ottiene con successo l’accumulo reversibile di due elettroni in un ORB a base di polimeri.

Il team di ricerca del Dr. Jia ha recentemente segnalato una batteria interamente a polimeri organici con una tensione della cella di 2,8 V, che è una delle tensioni più alte nelle batterie organiche. Ora, questo lavoro raddoppia ulteriormente la capacità di accumulo di energia.

“Questa batteria può fornire una capacità di 175 mAh/g, che è paragonabile alla batteria agli ioni di litio in commercio, facendo un passo avanti verso l’uso pratico degli ORB.

“Il nostro prossimo obiettivo è combinare questi progressi per sviluppare batterie organiche che possono essere implementate nell’elettronica di consumo”, afferma il dott. Jia.

L’articolo “Riduzione TEMPO catalizzata da antrachinone per realizzare un accumulo di energia a due elettroni di Poly(TEMPO-methacrylate)” 2022 di Wenbiao Li, Shangxu Jiang, Yuan Xie, Xiaoqing Yan, Fugang Zhao, Xinchang Pang, Kai Zhang e Zhongfan Jia ha stato pubblicato in Lettere di energia ACS.

Vedi anche l’articolo precedente, Una batteria completamente organica con tensione di uscita di 2,8 V (2022) di Shangxu Jiang, Wenbiao Li, Yuan Xie, Xiaoqing Yan, Kai Zhang e Zhongfan Jia è stata pubblicata in Giornale di ingegneria chimica.


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