Det banbrytande batteriet är brandsäkert, vattenbaserat, organiskt, hållbart och återvinningsbart
Ett forskarteam från Tohoku University har i samarbete med Nitto Boseki Ltd. utvecklat en ny organisk redoxpolymer som löser några av de stora utmaningarna i utvecklingen av säkrare och mer hållbara vattenbaserade batterier. Forskningen - som publiceras i Polymer Journal - beskriver ett högpresterande elektrodmaterial som är kompatibelt med vattenhaltiga elektrolyter och återvinningsbart.
Organiska batterier, som använder polymerer tillverkade av grundämnen från jorden, har visat sig vara ett lovande område att utforska inom vetenskaplig forskning. Men många av de bästa organiska molekylerna som används för att lagra laddning är hydrofoba, vilket gör att de inte fungerar bra i vattenbaserade system.
Tohoku-forskargruppen löste detta genom att kemiskt binda en organisk molekyl med hög kapacitet, kallad hydrokinon, till polyallylamin - en vattenlöslig polymer. Den nya polymerstrukturen är inte bara lämplig för vattenbaserade batterier, utan den använder också elektrostatisk repulsion för att förhindra en vanlig sidoreaktion som hämmar hydrokinons prestanda.
Som ett proof-of-concept byggde forskargruppen ett "polymer-luft"-batteri med hjälp av det nya materialet. Batteriet uppvisade hög hållbarhet i de tester som genomfördes och förlorade bara 1% av sin kapacitet i över 100 cykler. Användningen av en vattenbaserad elektrolyt innebär också att den brandrisk som är förknippad med konventionella batterier försvinner.
Vi rapporterade om ett liknande resultat för cirka 10 dagar sedan, vilket belyser den växande trenden inom återvinningsbar design av batterier. I den forskningen skapade ett MIT-team en självmonterande elektrolyt i fast tillstånd av Kevlar-liknande molekyler som kunde lösas upp i ett organiskt lösningsmedel för enkel återvinning. Den nya polymeren från forskarna vid Tohoku University är också återvinningsbar, men med ett något annorlunda tillvägagångssätt - den kan brytas ned till sina råmaterial genom syrabehandling.
Källa(n)
