Μια ομάδα Κινέζων επιστημόνων ανέπτυξε την πρώτη πρωτότυπη μπαταρία ιόντων υδριδίου, θέτοντας μια σταθερή βάση για την ανάπτυξη της πράσινης ενέργειας στην Κίνα. Τα ευρήματα της ομάδας δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature.

Θεωρούμενο σημαντικό μέρος του μελλοντικού συστήματος καθαρής ενέργειας, το υδρογόνο συνήθως συμμετέχει σε αντιδράσεις με τη μορφή πρωτονίων, ιόντων υδριδίου και ατόμων υδρογόνου. Μεταξύ αυτών, τα ιόντα υδριδίου έχουν την υψηλότερη πυκνότητα ηλεκτρονίων, ενώ είναι εύκολα πολωμένα και ιδιαίτερα αντιδραστικά — καθιστώντας τα έναν πολλά υποσχόμενο φορέα ενέργειας. Η μπαταρία ιόντων υδριδίου αποτελεί μια σημαντική ερευνητική κατεύθυνση στον τομέα της καθαρής ενέργειας.

Όμοια με την ευρέως χρησιμοποιούμενη μπαταρία ιόντων λιθίου, μια μπαταρία ιόντων υδριδίου χρησιμοποιεί την κίνηση ιόντων υδριδίου για την αποθήκευση και απελευθέρωση ενέργειας.  Ωστόσο, η μπαταρία είχε περιοριστεί προηγουμένως στο στάδιο της εννοιολογικής μελέτης λόγω έλλειψης κατάλληλων υλικών ηλεκτρολυτών, τα οποία θα έπρεπε να διαθέτουν υψηλή ιοντική αγωγιμότητα, χαμηλή ηλεκτρονική αγωγιμότητα, καλή θερμική και ηλεκτροχημική σταθερότητα και συμβατότητα με υλικά ηλεκτροδίων.

Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τους Chen Ping, Cao Hujun και Zhang Weijin, όλοι από το Ινστιτούτο Χημικής Φυσικής Dalian, που βρίσκεται στην επαρχία Liaoning της βορειοανατολικής Κίνας και συνδέεται με την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, εφηύρε ένα νέο σύνθετο υδρίδιο με δομή πυρήνα-κελύφους που χρησιμεύει ως υλικό ηλεκτρολύτη.

Αυτό το σύνθετο αποτελείται από ένα λεπτό στρώμα υδριδίου βαρίου επικαλυμμένο με τριυδρίδιο δημητρίου. Παρουσιάζει καλές ιδιότητες αγωγιμότητας ιόντων υδριδίου σε θερμοκρασία δωματίου, μαζί με εξαιρετική θερμική και ηλεκτροχημική σταθερότητα — καθιστώντας το ιδανικό υλικό ηλεκτρολύτη.

Η ομάδα πέτυχε με επιτυχία τη φόρτιση και την εκφόρτιση χρησιμοποιώντας υδρίδιο νατρίου-αργιλίου, ένα υλικό αποθήκευσης υδρογόνου, ως θετικό ηλεκτρόδιο, και διυδρίδιο δημητρίου φτωχό σε υδρογόνο ως αρνητικό ηλεκτρόδιο. Η ομάδα κατασκεύασε επίσης μια στοιβαγμένη μπαταρία βασισμένη σε αυτή τη διαμόρφωση, αυξάνοντας την τάση στα 1,9 βολτ και ανάβοντας ένα φως LED.

Αυτά τα ευρήματα, κυρίως, αποδεικνύουν τη σκοπιμότητα της μπαταρίας ιόντων υδριδίου για την τροφοδοσία ηλεκτρονικών συσκευών — και σηματοδοτούν το άλμα της από το στάδιο της εννοιολογικής μελέτης στην πειραματική επαλήθευση.

Σύμφωνα με τη μελέτη, η μπαταρία ιόντων υδριδίου αντιπροσωπεύει μια εντελώς νέα τεχνική οδό αποθήκευσης ενέργειας, η οποία αναμένεται να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο σε τομείς όπως η αποθήκευση ενέργειας μεγάλης κλίμακας, η αποθήκευση υδρογόνου, οι κινητές πηγές ενέργειας και οι ειδικές πηγές ενέργειας.

Η ομάδα δήλωσε ότι θα επικεντρωθεί στην ανάπτυξη υλικών πυρήνα μπαταριών ιόντων υδριδίου και στη βελτιστοποίηση της απόδοσής τους — και θα επεκτείνει τα σενάρια εφαρμογής της μπαταρίας για να παρέχει ισχυρή υποστήριξη στην ανάπτυξη της πράσινης ενέργειας στην Κίνα.

Πηγή: en.people.cn