ଚୀନ୍ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟ (USTC) ର ପ୍ରଫେସର ଚେନ୍ ୱେଇଙ୍କ ନେତୃତ୍ୱରେ ଏକ ଗବେଷଣା ଦଳ ଏକ ନୂତନ ରାସାୟନିକ ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଣାଳୀ ପ୍ରଚଳନ କରିଛନ୍ତି ଯାହା ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଗ୍ୟାସକୁ ଆନୋଡ୍ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରେ। ଏହି ଅଧ୍ୟୟନଟି ପ୍ରକାଶିତ ହୋଇଥିଲାଆଙ୍ଗେୱାଣ୍ଡେ କେମି ଆନ୍ତର୍ଜାତୀୟ ସଂସ୍କରଣ |.
ହାଇଡ୍ରୋଜେନ (H2) ଏହାର ଅନୁକୂଳ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ ଏକ ସ୍ଥିର ଏବଂ କମ ଖର୍ଚ୍ଚରେ ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ବାହକ ଭାବରେ ଧ୍ୟାନ ଆକର୍ଷଣ କରିଛି। ତଥାପି, ପାରମ୍ପରିକ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ-ଆଧାରିତ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ମୁଖ୍ୟତଃ H ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି୨ଏକ କ୍ୟାଥୋଡ୍ ଭାବରେ, ଯାହା ସେମାନଙ୍କର ଭୋଲଟେଜ ପରିସରକୁ 0.8–1.4 V ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ସୀମିତ କରେ ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ସାମଗ୍ରିକ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ କ୍ଷମତାକୁ ସୀମିତ କରେ। ସୀମାକୁ ଦୂର କରିବା ପାଇଁ, ଗବେଷଣା ଦଳ ଏକ ନୂତନ ପଦ୍ଧତି ପ୍ରସ୍ତାବ କରିଥିଲେ: H ବ୍ୟବହାର କରି୨ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଭୋଲଟେଜକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ଆନୋଡ୍ ଭାବରେ। ଆନୋଡ୍ ଭାବରେ ଲିଥିୟମ୍ ଧାତୁ ସହିତ ଯୋଡାଗଲେ, ବ୍ୟାଟେରୀଟି ଅସାଧାରଣ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ରାସାୟନିକ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଥିଲା।
Li−H ବ୍ୟାଟେରୀର ଯୋଜନା। (USTC ଦ୍ୱାରା ଚିତ୍ର)
ଗବେଷକମାନେ ଏକ ପ୍ରୋଟୋଟାଇପ୍ Li-H ବ୍ୟାଟେରୀ ସିଷ୍ଟମ୍ ଡିଜାଇନ୍ କରିଥିଲେ, ଯେଉଁଥିରେ ଏକ ଲିଥିୟମ୍ ଧାତୁ ଆନୋଡ୍, ଏକ ପ୍ଲାଟିନମ୍-ଆବରଣିତ ଗ୍ୟାସ୍ ପ୍ରସାରଣ ସ୍ତର ଯାହା ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ କ୍ୟାଥୋଡ୍ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ, ଏବଂ ଏକ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ (Li୧.୩Al୦.୩Ti୧.୭(ପି.ଓ.)4)3, କିମ୍ବା LATP)। ଏହି ବିନ୍ୟାସ ଅବାଞ୍ଛିତ ରାସାୟନିକ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟାକୁ କମ କରିବା ସହିତ ଦକ୍ଷ ଲିଥିୟମ ଆୟନ ପରିବହନକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ। ପରୀକ୍ଷଣ ମାଧ୍ୟମରେ, Li-H ବ୍ୟାଟେରୀ 2825 Wh/kg ର ଏକ ସୈଦ୍ଧାନ୍ତିକ ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଥିଲା, ପ୍ରାୟ 3V ର ଏକ ସ୍ଥିର ଭୋଲଟେଜ ବଜାୟ ରଖିଥିଲା। ଏହା ସହିତ, ଏହା 99.7% ର ଏକ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ରାଉଣ୍ଡ-ଟ୍ରିପ୍ ଦକ୍ଷତା (RTE) ହାସଲ କରିଥିଲା, ଯାହା ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ସ୍ଥିରତା ବଜାୟ ରଖି ଚାର୍ଜିଂ ଏବଂ ଡିସଚାର୍ଜିଂ ଚକ୍ର ସମୟରେ ସର୍ବନିମ୍ନ ଶକ୍ତି କ୍ଷତି ସୂଚାଇଥାଏ।
ମୂଲ୍ୟ-ଦକ୍ଷତା, ସୁରକ୍ଷା ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନ ସରଳତାକୁ ଆହୁରି ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ, ଦଳ ଏକ ଆନୋଡ୍-ମୁକ୍ତ Li-H ବ୍ୟାଟେରୀ ବିକଶିତ କରିଛି ଯାହା ପୂର୍ବରୁ ସଂସ୍ଥାପିତ ଲିଥିୟମ୍ ଧାତୁର ଆବଶ୍ୟକତାକୁ ଦୂର କରେ। ଏହା ବଦଳରେ, ବ୍ୟାଟେରୀ ଲିଥିୟମ୍ ଲବଣ (LiH) ରୁ ଲିଥିୟମ୍ ଜମା କରେ।2PO4ଏବଂ ଚାର୍ଜିଂ ସମୟରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟରେ LiOH)। ଏହି ସଂସ୍କରଣଟି ଅତିରିକ୍ତ ଲାଭ ପ୍ରଦାନ କରିବା ସହିତ ମାନକ Li-H ବ୍ୟାଟେରୀର ସୁବିଧା ବଜାୟ ରଖିଛି। ଏହା 98.5% କୁଲୋମ୍ବିକ ଦକ୍ଷତା (CE) ସହିତ ଦକ୍ଷ ଲିଥିୟମ ପ୍ଲେଟିଂ ଏବଂ ଷ୍ଟ୍ରିପିଂକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ। ଅଧିକନ୍ତୁ, ଏହା କମ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ ସାନ୍ଦ୍ରତାରେ ମଧ୍ୟ ସ୍ଥିର ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ, ଉଚ୍ଚ-ଚାପ H₂ ସଂରକ୍ଷଣ ଉପରେ ନିର୍ଭରଶୀଳତା ହ୍ରାସ କରେ। ଲିଥିୟମ ଏବଂ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ ଆୟନଗୁଡ଼ିକ ବ୍ୟାଟେରୀର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ ମଧ୍ୟରେ କିପରି ଗତି କରନ୍ତି ତାହା ବୁଝିବା ପାଇଁ ଗଣନାାତ୍ମକ ମଡେଲିଂ, ଯେପରିକି ଘନତା କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ତତ୍ତ୍ୱ (DFT) ସିମୁଲେସନ କରାଯାଇଥିଲା।
ଲି-ଏଚ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ଏହି ସଫଳତା ଉନ୍ନତ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ସମାଧାନ ପାଇଁ ନୂତନ ସୁଯୋଗ ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯାହାର ସମ୍ଭାବ୍ୟ ପ୍ରୟୋଗ ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ଗ୍ରୀଡ୍, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ ଏବଂ ଏପରିକି ମହାକାଶ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାକୁ ବିସ୍ତାର କରିଥାଏ। ପାରମ୍ପରିକ ନିକେଲ-ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ତୁଳନାରେ, ଲି-ଏଚ୍ ସିଷ୍ଟମ ଉନ୍ନତ ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ ଏବଂ ଦକ୍ଷତା ପ୍ରଦାନ କରେ, ଏହାକୁ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ପାଇଁ ଏକ ଦୃଢ଼ ପ୍ରାର୍ଥୀ କରିଥାଏ। ଆନୋଡ୍-ମୁକ୍ତ ସଂସ୍କରଣ ଅଧିକ ମୂଲ୍ୟ-ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଏବଂ ସ୍କେଲେବଲ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍-ଆଧାରିତ ବ୍ୟାଟେରୀ ପାଇଁ ମୂଳଦୁଆ ସ୍ଥାପନ କରେ।
କାଗଜ ଲିଙ୍କ୍:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(ZHENG Zihong ଙ୍କ ଦ୍ୱାରା ଲିଖିତ, WU Yuyang ଦ୍ୱାରା ସମ୍ପାଦିତ)
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ମାର୍ଚ୍ଚ-୧୨-୨୦୨୫