"पानी का गोंद" जलीय बैटरी जीवनकाल को सुपरचार्ज कर सकता है

एक साधारण नमक लंबे समय तक चलने वाले, सुरक्षित, और अधिक लागत प्रभावी जलीय बैटरी को अनलॉक करने की कुंजी को पकड़ सकता है-बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण के लिए एक स्थायी विकल्प के रूप में तैयार किया गया है।साइंस एडवांस में प्रकाशित किंग अब्दुल्ला यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (KAUST) के एक नए अध्ययन से पता चलता है कि कैसे आयन्स ने पानी के विघटनकारी रसायन विज्ञान को टैमिंग करके बैटरी के प्रदर्शन और दीर्घायु को नाटकीय रूप से बढ़ाया।

किसी भी बैटरी के दिल में एनोड है, जहां महत्वपूर्ण ऊर्जा-भंडारण प्रतिक्रियाएं होती हैं।जलीय बैटरी में, जो पानी-आधारित इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करते हैं, एनोड विशेष रूप से "मुक्त पानी" द्वारा ट्रिगर किए गए परजीवी पक्ष प्रतिक्रियाओं के लिए असुरक्षित है-अन्य अणुओं को अन्य परमाणुओं के साथ कसकर बंधे नहीं किया जाता है।ये दुष्ट अणु एनोड गिरावट और एसएपी ऊर्जा दक्षता में तेजी लाते हैं।


टीम ने पाया कि बैटरी इलेक्ट्रोलाइट में जिंक सल्फेट को पेश करने से यह बदल जाता है कि पानी कैसे व्यवहार करता है।सल्फेट आयन प्रभावी रूप से "पानी के गोंद" के रूप में कार्य करते हैं, मुक्त पानी के अणुओं के साथ संबंध और उनकी प्रतिक्रियाशीलता को बेअसर करते हैं।पानी की संरचना में यह सूक्ष्म बदलाव परजीवी प्रतिक्रियाओं को दबाकर बैटरी जीवनकाल में दस गुना वृद्धि की ओर जाता है।जबकि जिंक सल्फेट प्राथमिक फोकस था, प्रारंभिक प्रयोगों से पता चलता है कि सल्फेट आयन अन्य धातु एनोड के लिए समान स्थिरीकरण प्रदान करते हैं, जो एक बहुमुखी और स्केलेबल समाधान की ओर इशारा करते हैं।

शोधकर्ताओं के अनुसार, सल्फेट लवण सस्ते, स्थिर और व्यापक रूप से उपलब्ध हैं - इस दृष्टिकोण को वैज्ञानिक रूप से ध्वनि और व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य दोनों के रूप में बनाते हैं। 2030 तक $ 10 बिलियन से अधिक होने के लिए अनुमानित जलीय बैटरी के लिए वैश्विक बाजार के साथ, यह उन्नति एक महत्वपूर्ण समय पर आती है।ज्वलनशील लिथियम-आयन कोशिकाओं के विपरीत, जलीय बैटरी स्वाभाविक रूप से सुरक्षित हैं, जिससे वे सौर और पवन जैसे नवीकरणीय को एकीकृत करने के लिए आदर्श बनाते हैं।

"हमारे निष्कर्ष बैटरी रसायन विज्ञान में पानी की संरचना के महत्व को उजागर करते हैं - एक ऐसा पैरामीटर जिसे लंबे समय से अनदेखा किया गया है," प्रो। अल्शरीफ ने कहा, जो कि नवीकरणीय ऊर्जा और भंडारण प्रौद्योगिकियों (CREST) के लिए Kaust के उत्कृष्टता के केंद्र की अध्यक्षता करते हैं।