Çevre dostu sulu pil yüzyıllarca dayanabilir

Geleneksel aküler, iç bileşenleri bozan ve bertaraf edildikten sonra ciddi çevresel kirlenme riskleri oluşturan sert, aşındırıcı asitlere ve alkalilere dayanmaktadır. Hong Kong Şehir Üniversitesi ve Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden araştırmacılar bu sorunu çözmek için iyi huylu, sulu bir pil alternatifi tasarladılar.

Yeni tasarım, toksik sıvıların yerine nötr magnezyum ve kalsiyum tuzlarından oluşan bir elektrolit kullanır - tofu tuzlu suyunda yaygın olarak kullanılan mineraller. Nötr pH değeri 7.0'da tutulan bu çözelti, iç korozyonu etkili bir şekilde ortadan kaldırıyor. Negatif elektrot için bilim insanları kovalent bir organik polimer olan Hexaketone-tetraaminodibenzo-p-dioxin sentezlediler. Bu plastik benzeri yapı, iki değerlikli iyon depolama için yüksek iletkenlik ve hızlı kinetik sağlayan elektron verici kimyasal bağlantılara sahiptir. Sistem, Prusya mavisi analoğundan formüle edilmiş bir pozitif elektrot ile tamamlanır.

Testler, tam hücrenin 2,2 voltluk bir voltaj aralığı ve elektrotların ve elektrolitin toplam kütlesine bağlı olarak kilogram başına 48,3 watt-saatlik bir spesifik enerji sağladığını ortaya koymuştur. En önemlisi, pil gram başına 20 amperlik belirli bir akımda 120.000 şarj döngüsü boyunca kararlılığını korur. Günlük şarj rutinine çevrildiğinde, ünite teorik olarak 300 yıldan fazla çalışabilir ve birkaç bin döngüden sonra bozulan standart pillerden büyük ölçüde daha iyi performans gösterir.

Sistem gram başına 112,8 miliamper-saatlik spesifik bir kapasiteye ulaşmaktadır. Dahili malzemeler çevresel olarak toksik olmadığından, batarya, Amerika Birleşik Devletleri Kaynak Koruma ve Geri Kazanım Yasası ve ISO 14001 dahil olmak üzere katı uluslararası güvenlik çerçevelerine göre doğrudan atılabilir. Ancak bu yeni bataryayı ticarileştirmek için geliştiricilerin organik polimer üretim sürecini ölçeklendirmek ve dar alanlarda toplam enerji kapasitesini artırmakla ilgili kalan zorlukların üstesinden gelmesi gerekiyor.