पोटेशियम की प्रचुरता और समान रासायनिक गुणों के कारण, पोटेशियम धातु बैटरी (पीएमबी) लिथियम-आयन बैटरी के लागत प्रभावी विकल्प के रूप में ध्यान आकर्षित कर रही हैं।हालाँकि, अनियंत्रित डेंड्राइट वृद्धि और इंटरफेशियल अस्थिरता जैसे मुद्दे पीएमबी के प्रदर्शन और सुरक्षा को कमजोर करते हैं, जो एक बड़ी चुनौती है जो एनोड इंटरफ़ेस को स्थिर करने और डेंड्राइट गठन को रोकने के लिए नए समाधान की मांग करती है।
नॉर्थईस्टर्न यूनिवर्सिटी के शोधकर्ता और उनके सहयोगीप्रकाशितजर्नल में उनके निष्कर्षईसाइंस.उनका अध्ययन, "रिएक्टिव प्रीवेटिंग केमिस्ट्री का उपयोग करके डेंड्राइट-मुक्त मेटालिक-पोटेशियम एनोड को साकार करना," KF/Zn-समृद्ध हाइब्रिड इंटरफ़ेस परत के निर्माण के लिए एक उपन्यास दृष्टिकोण प्रस्तुत करता है।पोटेशियमधातु।
यह इंटरफ़ेस आयन और इलेक्ट्रॉन परिवहन गतिशीलता को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूपएनोड2,000 घंटे की साइकिलिंग से बेहतर इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन और लंबे समय तक स्थिरता के साथ।
टीम ने एक प्रतिक्रियाशील प्रीवेटिंग तकनीक का उपयोग करके पोटेशियम धातु एनोड पर एक KF/Zn हाइब्रिड इंटरफ़ेस परत विकसित की जो बैटरी स्थिरता और दक्षता को बढ़ाती है।पोटेशियम फ्लोराइड (KF) एक मजबूत इलेक्ट्रॉन टनलिंग अवरोधक के रूप में कार्य करता है जो डेंड्राइट वृद्धि को रोकता है, जबकि जिंक (Zn) नैनोक्रिस्टल बढ़ाता हैइलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटीऔर आयन परिवहन।यह दोहरी-परत इंटरफ़ेस एनोड को स्थिर करता है, जिससे दीर्घकालिक बैटरी प्रदर्शन के लिए निर्बाध आयन और इलेक्ट्रॉन प्रवाह की सुविधा मिलती है।
अध्ययन से पता चला कि KF/Zn@K एनोड वाली बैटरियां न्यूनतम वोल्टेज उतार-चढ़ाव के साथ 2,000 घंटे से अधिक की स्थिर साइकिलिंग को बनाए रखती हैं और डेंड्राइट-मुक्त रहती हैं।इस एनोड का उपयोग करने वाली पूर्ण बैटरी कोशिकाओं ने 3,000 से अधिक चक्रों के लिए 5 सी पर 61.6 एमएएच/जी की उच्च प्रतिवर्ती क्षमता का प्रदर्शन किया, जो बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण के लिए सुरक्षित, उच्च प्रदर्शन पोटेशियम धातु बैटरी की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।
प्रमुख शोधकर्ता डॉ. वेन-बिन लुओ ने कहा, "हमारा शोध पोटेशियम धातु बैटरियों में डेंड्राइट वृद्धि की लगातार समस्या का एक सीधा लेकिन प्रभावी समाधान प्रदान करता है।""आयन और इलेक्ट्रॉन परिवहन को संतुलित करने वाली हाइब्रिड इंटरफ़ेस परत को डिज़ाइन करके, हम न केवल बैटरी प्रदर्शन को बढ़ाते हैं बल्कि सुरक्षा में भी उल्लेखनीय सुधार करते हैं, जिससे व्यापक ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के लिए पीएमबी अधिक व्यवहार्य हो जाते हैं।"
डेंड्राइट-मुक्त पोटेशियम धातु एनोड का आगमन सुरक्षित और अधिक भरोसेमंद पीएमबी के लिए नए अवसर प्रस्तुत करता है, जो बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है।यह सफलता महत्वपूर्ण सुरक्षा चुनौतियों का समाधान करती है और इसे बढ़ावा देने के लिए एक स्केलेबल दृष्टिकोण प्रदान करती हैऊर्जा घनत्वऔर भविष्य की बैटरियों का जीवनकाल, संभावित रूप से नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों के क्षेत्र में क्रांति लाएगा।
अधिक जानकारी:लू-कांग झाओ एट अल, प्रतिक्रियाशील प्रीवेटिंग रसायन शास्त्र का उपयोग करके डेंड्राइट मुक्त धातु-पोटेशियम एनोड का एहसास,ईसाइंस(2023)।डीओआई: 10.1016/जे.ईएससीआई.2023.100201
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उद्धरण:ऊर्जा भंडारण के भविष्य को खोलना: डेंड्राइट-मुक्त पोटेशियम एनोड (2024, 18 सितंबर)18 सितंबर 2024 को पुनः प्राप्तhttps://techxplore.com/news/2024-09-future-energy-storage-dendrite-free.html से
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