Czym jest bateria litowo-powietrzna w nowej technologii baterii litowych?

Bateria Li-Air to bateria litowo-jonowa o dużej pojemności, opracowana wspólnie przez Japoński Instytut Technologii (Japoński Instytut Technologii, określany jako „Li-Air”) i „Li-Air” (po japońsku, określany jako JSPS) . Katodą akumulatora jest litowo-metalowy, a anodą jest tlen z powietrza. Obie elektrody są oddzielone stałym elektrolitem; elektroda wykorzystuje elektrolit organiczny, a elektroda wykorzystuje elektrolit na bazie wody.

Podczas procesu rozładowania elektroda ujemna rozpuszcza się w organicznym roztworze elektrolitu w postaci jonów litu, a następnie wchodzi do wodnego elektrolitu elektrody dodatniej poprzez elektrolit stały; w ramach tego projektu planuje się zbadanie nowego układu materiał elektrody i materiału elektrody wykorzystującego energię odnawialną i wykorzystanie tego układu do wytwarzania elektrody. Materiał poddawany jest takim procesom, jak ładowanie i rozładowywanie, rozładowywanie i rozładowywanie, aby uzyskać skuteczną kontrolę nad wydajnością materiału elektrody. Podczas procesu ładowania i rozładowywania akumulatora elektrony są transportowane do elektrody ujemnej przez drut przewodzący, a jony litu przechodzą z elektrolitu wodnego elektrody dodatniej przez elektrolit stały, wchodzą do elektrody ujemnej i reagują chemicznie z ujemnym elektrodę, tworząc rodzaj metalicznego litu. Na elektrodzie dodatniej grupy hydroksylowe tracą elektrony, tworząc tlen.

Dzięki wymianie dodatniego elektrolitu i ujemnego litu akumulator litowo-powietrzny nie wymaga ładowania. Jego pojemność rozładowania wynosi aż 50,000 mAh/g i ma dużą gęstość energii. Teoretycznie 30 kg metalicznego litu odpowiada uwolnieniu 40 l benzyny. energia. Wodorotlenek litu przygotowany tą metodą jest łatwy do odzyskania i nie powoduje zanieczyszczeń środowiska. Jednak kwestie takie jak stabilność cyklu materiału, efektywność konwersji energii i wysoka szybkość pozostają do rozwiązania.

W 2015 r. bateria litowo-powietrzna opracowana przez Graya z Uniwersytetu w Cambridge teoretycznie osiągnęła stopień wykorzystania energii przekraczający 90% w „ponad 2000” cyklach ładowania i rozładowywania, co jeszcze bardziej promowało praktyczne zastosowanie baterii akumulatory litowo-powietrzne. Międzynarodowa firma produkująca maszyny biznesowe IBM uruchomiła w 2009 roku program „Zrównoważony transport”, którego celem jest opracowanie akumulatora litowo-powietrznego odpowiedniego do domowych pojazdów elektrycznych, którego zasięg po jednym naładowaniu i rozładowaniu ma wynosić około 500 kilometrów. Ostatnio w projekcie tym uczestniczyły także japońskie firmy Asahi Kasei Corporation, Central Glass i inne firmy, a wyniki ich badań z pewnością przyczynią się do praktycznego zastosowania technologii akumulatorów litowo-powietrznych.

Baterie litowo-powietrzne mają szeroki zakres zastosowań i mogą być stosowane w pojazdach elektrycznych, dronach, magazynowaniu energii słonecznej i wiatrowej oraz w innych dziedzinach. W porównaniu z tradycyjnymi akumulatorami litowo-jonowymi, akumulatory litowo-powietrzne mają dłuższą żywotność, większą gęstość energii i niższy koszt. Co więcej, baterie litowo-powietrzne mają także innowacyjne zalety, które mogą pomóc nam szybciej budować niskoemisyjną i przyjazną środowisku przyszłość.