Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc gần đây đã phát hiện ra rằng hiệu suất của pin lithium-không khí có mối tương quan lớn hơn với hàm lượng carbon dioxide. Các nhà nghiên cứu tin rằng Li2CO3 trong pin có thể được sử dụng có chọn lọc làm sản phẩm cuối cùng của phản ứng phóng điện theo đặc tính điện môi của chất điện phân trong pin lithium-không khí. Ngoài ra, họ cũng xác minh rằng Li2CO3 có thể trải qua phản ứng thuận nghịch trong chu trình pin lithium-oxy/carbon dioxide. Các bài báo liên quan đã được xuất bản trong "Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ". Các nhà nghiên cứu tin rằng việc hiểu được tính chất hóa học của CO2 trong pin lithium-không khí và việc sử dụng carbon dioxide khi chất điện phân bị hòa tan có ý nghĩa to lớn đối với sự phát triển của pin lithium-không khí. Ngoài ra, việc khám phá khả năng của pin lithium-oxy/carbon dioxide có thể sạc lại dựa trên Li2CO3 có một trong những lợi thế lớn nhất để giảm thiểu các phản ứng bất lợi.

Mật độ năng lượng lý thuyết cao nhất của pin lithium-không khí là khoảng 3.500 Wh/kg, đây là nguồn năng lượng tốt cho thế hệ hệ thống lưu trữ năng lượng tiếp theo của xe điện, cho phép xe điện đạt được quãng đường chính thức dài hơn. Cấu trúc của pin lithium-không khí dựa trên một cặp điện cực xen kẽ. Khi sạc, các ion lithium di chuyển từ cực âm sang chất điện phân rồi đến cực dương; khi xả thì quá trình ngược lại.

Pin Li-air vẫn đang phải đối mặt với nhiều vấn đề kỹ thuật và kỹ thuật để đạt được mục tiêu thương mại hóa, bao gồm hiểu biết chưa đầy đủ về cơ chế phản ứng của pin, tính chất hóa học của chất điện phân không ổn định, tuổi thọ ngắn và tốc độ truyền ion thấp. Ở một mức độ lớn dẫn đến hiện tượng tải pin quá mức.

Các nhà nghiên cứu chỉ ra: Vẫn chưa biết điều gì xảy ra khi thử nghiệm pin lithium-không khí trong môi trường không có oxy, vì hầu hết các nghiên cứu trước đây đều được thử nghiệm trong môi trường không có oxy và các thành phần khác trong không khí đều liên quan đến pin. hiệu suất. Tác động là không đáng kể. Do đó, để chứng minh tác động của carbon dioxide đối với pin lithium-không khí, cần tạo ra môi trường nhà kính và nghiên cứu tác động của các thành phần khác trong không khí (nitơ, argon, nước, carbon dioxide) đối với hiệu suất của pin từng cái một.

Giả sử rằng nước (một chất quan trọng dẫn đến sự xuống cấp của chất điện phân và cực dương) có thể được loại bỏ qua màng chống thấm nước, carbon dioxide sẽ có tác động đáng kể nhất đến tính chất hóa học của pin lithium-không khí, vượt quá ảnh hưởng của các thành phần khác trong không khí. Điện áp cực âm của pin lithium-không khí truyền thống là 3 vôn. Khi môi trường xung quanh chứa argon và nitơ, điện áp 3 vôn không thể kích hoạt phản ứng điện hóa, trong khi carbon dioxide có thể chịu được phản ứng điện hóa do tính trơ của nó.

Sự khác biệt về tính ổn định hóa học có nghĩa là sản phẩm cuối cùng Li2O2 sẽ luôn được chuyển đổi thành Li2CO3 thông qua carbon dioxide và phản ứng không thể đảo ngược này hạn chế hiệu suất chu kỳ của pin lithium-không khí.

Ngoài ra, mặc dù tỷ lệ carbon dioxide trong không khí không cao nhưng do carbon dioxide có độ hòa tan cao (gấp 50 lần so với oxy) nên nó được sử dụng trong các phản ứng của pin. Để tiếp tục phát triển công nghệ pin lithium-không khí, cần phải xem xét tác động của carbon dioxide và Li2CO3 đối với hiệu suất của pin lithium-không khí.

Nhóm nghiên cứu của Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (Korea Advanced Institute of Science and Technology) và nhóm nghiên cứu của Đại học Quốc gia Seoul (Seoul National University) đã nghiên cứu cơ chế phản ứng của pin lithium oxy/carbon dioxide bằng cách sử dụng kết hợp mô phỏng cơ học lượng tử và thực nghiệm. xác minh trong các điều kiện điện phân khác nhau.

Họ phát hiện ra rằng chất điện phân có điện môi thấp sẽ tạo thành Li2O2, trong khi chất điện phân có điện môi cao sẽ kích hoạt carbon dioxide và tạo ra Li2CO3. Tuy nhiên, điều bất ngờ thu được là họ đã phát hiện ra rằng các vật liệu có điện môi cao như dimethyl inkstone (DMSO) có thể gây ra phản ứng thuận nghịch của Li2CO3.

Các nhà nghiên cứu cho biết, phát hiện này rất quan trọng, bởi trong môi trường có chứa carbon dioxide, việc hình thành Li2CO3 trong pin lithium-air là điều khó tránh khỏi. Tuy nhiên, các chất có thể thúc đẩy các phản ứng thuận nghịch đã được tìm thấy để cải thiện hiệu suất chu kỳ của pin. ổn định.

Để tìm hiểu thêm về pin Li-ion, vui lòng tham khảo https://www.junleepower.com/