USTC បង្កើតអាគុយលីចូម-អ៊ីដ្រូសែន ដែលអាចសាកថ្មបាន ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។

ក្រុមស្រាវជ្រាវដែលដឹកនាំដោយសាស្រ្តាចារ្យ CHEN Wei នៅសាកលវិទ្យាល័យវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យានៃប្រទេសចិន (USTC) បានបង្ហាញប្រព័ន្ធថ្មគីមីថ្មីមួយដែលប្រើប្រាស់ឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែនជាអាណូត។ ការសិក្សានេះត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុងAngewandte Chemie International Edition.

អ៊ីដ្រូសែន (H₂) បានទទួលការយកចិត្តទុកដាក់ជាក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនថាមពលកកើតឡើងវិញដែលមានស្ថេរភាព និងសន្សំសំចៃ ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិអេឡិចត្រូគីមីអំណោយផលរបស់វា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ថ្មដែលមានមូលដ្ឋានលើអ៊ីដ្រូសែនប្រពៃណីប្រើប្រាស់ជាចម្បង H_២ជា cathode ដែលកំណត់ជួរវ៉ុលរបស់ពួកគេដល់ 0.8-1.4 V និងកំណត់សមត្ថភាពផ្ទុកថាមពលទាំងមូលរបស់ពួកគេ។ ដើម្បីជម្នះដែនកំណត់ ក្រុមស្រាវជ្រាវបានស្នើវិធីសាស្រ្តប្រលោមលោកមួយ៖ ការប្រើប្រាស់ H_២ជា anode ដើម្បីបង្កើនដង់ស៊ីតេថាមពល និងវ៉ុលការងារយ៉ាងសំខាន់។ នៅពេលដែលត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយលោហៈលីចូមជា anode នោះថ្មបានបង្ហាញពីដំណើរការអេឡិចត្រូគីមីពិសេស។

គ្រោងការណ៍នៃថ្ម Li-H ។ (រូបភាពដោយ USTC)

អ្នកស្រាវជ្រាវបានរចនាប្រព័ន្ធថ្ម Li-H គំរូមួយ ដោយរួមបញ្ចូលនូវ anode លោហៈលីចូម ស្រទាប់ចែកចាយឧស្ម័នដែលស្រោបដោយផ្លាទីន បម្រើជា cathode អ៊ីដ្រូសែន និងអេឡិចត្រូលីតរឹង (Li_១.៣Al_០.៣Ti_១.៧(PO₄)₃ឬ LATP) ។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនេះអនុញ្ញាតឱ្យដឹកជញ្ជូនលីចូមអ៊ីយ៉ុងប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយអន្តរកម្មគីមីដែលមិនចង់បាន។ តាមរយៈការធ្វើតេស្ត ថ្ម Li-H បានបង្ហាញពីដង់ស៊ីតេថាមពលតាមទ្រឹស្តី 2825 Wh/kg ដោយរក្សាបាននូវតង់ស្យុងថេរប្រហែល 3V ។ លើសពីនេះ វាសម្រេចបាននូវប្រសិទ្ធភាពនៃការធ្វើដំណើរទៅមកដ៏គួរឱ្យកត់សម្គាល់ (RTE) នៃ 99.7% ដែលបង្ហាញពីការបាត់បង់ថាមពលតិចតួចបំផុតកំឡុងពេលសាកថ្ម និងការបញ្ចេញថាមពល ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវស្ថេរភាពរយៈពេលវែង។

ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពចំណាយ សុវត្ថិភាព និងភាពសាមញ្ញក្នុងការផលិត ក្រុមការងារបានបង្កើតថ្ម Li-H ដែលគ្មាន anode ដែលលុបបំបាត់តម្រូវការសម្រាប់លោហៈលីចូមដែលបានដំឡើងជាមុន។ ជំនួសមកវិញ ថ្មដាក់លីចូមពីអំបិលលីចូម (LiH₂PO₄និង LiOH) នៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតកំឡុងពេលសាកថ្ម។ កំណែនេះរក្សានូវគុណសម្បត្តិនៃថ្ម Li-H ស្តង់ដារខណៈពេលដែលណែនាំអត្ថប្រយោជន៍បន្ថែម។ វា​អនុញ្ញាត​ឱ្យ​ការ​បិត​និង​ការ​ច្រូត​លីចូម​ប្រកបដោយ​ប្រសិទ្ធភាព​ជាមួយនឹង​ប្រសិទ្ធភាព Coulombic (CE) 98.5% ។ លើសពីនេះទៅទៀត វាដំណើរការប្រកបដោយស្ថេរភាពសូម្បីតែនៅកំហាប់អ៊ីដ្រូសែនទាប ដោយកាត់បន្ថយការពឹងផ្អែកលើការផ្ទុក H₂ សម្ពាធខ្ពស់។ ការធ្វើគំរូតាមការគណនា ដូចជាការក្លែងធ្វើទ្រឹស្តីមុខងារដង់ស៊ីតេ (DFT) ត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីយល់ពីរបៀបដែលអ៊ីយ៉ុងលីចូម និងអ៊ីដ្រូសែនផ្លាស់ទីក្នុងអេឡិចត្រូលីតរបស់ថ្ម។

របកគំហើញនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាថ្ម Li-H នេះបង្ហាញពីឱកាសថ្មីសម្រាប់ដំណោះស្រាយការផ្ទុកថាមពលកម្រិតខ្ពស់ ជាមួយនឹងកម្មវិធីសក្តានុពលដែលលាតសន្ធឹងលើបណ្តាញថាមពលកកើតឡើងវិញ រថយន្តអគ្គិសនី និងសូម្បីតែបច្ចេកវិទ្យាអវកាស។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងអាគុយនីកែល-អ៊ីដ្រូសែនធម្មតា ប្រព័ន្ធ Li-H ផ្តល់នូវដង់ស៊ីតេថាមពល និងប្រសិទ្ធភាពប្រសើរឡើង ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាបេក្ខជនដ៏រឹងមាំសម្រាប់ការផ្ទុកថាមពលជំនាន់ក្រោយ។ កំណែដែលមិនមាន anode បង្កើតមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ថ្មដែលមានមូលដ្ឋានលើអ៊ីដ្រូសែនដែលមានប្រសិទ្ធភាព និងអាចធ្វើមាត្រដ្ឋានបាន។

តំណភ្ជាប់ក្រដាស៖https://doi.org/10.1002/ange.202419663

(និពន្ធដោយ ZHENG Zihong កែសម្រួលដោយ WU Yuyang)