リチウムイオン電池の世界的な需要により原材料の埋蔵量が急速に枯渇する中、専門家は安全で手頃な価格で信頼性の高い充電式電池の代替品を模索しています。

水性亜鉛イオン電池 (AZIB) は、豊富な原料から低コストの代替電池を製造するための答えとなる可能性があり、フリンダース大学の科学者たちは、シンプルで実用的な電池の製造への道を切り開いています。ポリマーより持続可能なエネルギー貯蔵技術のために有機正極を使用する AZIB。

「水性亜鉛イオン電池は現実世界で応用できる可能性がある」とフリンダース大学理工学部のナノテク研究者、化学准教授Zhongfan Jia氏は言う。

から電気自動車ポータブル電子機器への需要と消費リチウムイオン電池（LIB）は、リチウムやコバルトなどの戦略的金属の資源不足とサプライチェーンの問題を引き起こしています。

一方、数百万個の使用済みバッテリーは、そのほとんどが適切にリサイクルされておらず、多大な廃棄物と環境リスクを引き起こしていますが、AIZB などの将来の代替品によって削減が約束されています。

「これらの代替品の中で、AZIBは地殻中の亜鉛の存在量がはるかに多く（リチウムの10倍）、毒性が低く安全性が高いため、際立っています。」

AZIB は通常、アノードとして金属亜鉛を使用し、無機または有機化合物として陰極。亜鉛アノードの安定性を向上させるために多大な研究が費やされてきましたが、高性能のカソードが必要とされており、依然として大きな課題となっています。

「私たちの研究は、安価な市販ポリマーから作られたニトロキシドラジカルポリマー正極を使用して導電性を構築し、低コストの添加剤を使用して電池性能を最適化しています」と、エネルギーと環境のための持続可能なポリマーに取り組む研究グループを率いるJia准教授は述べています。

「私たちの研究では、AZIB における酸化還元電位の高いニトロキシド ラジカル ポリマー正極の使用を再評価し、これまでで最高の質量負荷を実現しました」と、Journal of Power Resources の新しいオンライン ジャーナル記事について彼は述べています。

フリンダースの修士課程学生ナンドゥニ・ガマージとポスドク研究員のヤンリン・シー博士が主導したこの研究は、スケールアップしたポリマー（コストは約20ドル/kg）、非フルオロZn(ClO)を使用した研究室製パウチ電池を開発した。₄)₂電解質、および結合剤なしの BP 2000 カーボン ブラック (1 ドル/kg) により、ほぼ 70 mAh g の容量が得られます。^-1中間放電電圧は 1.4 V です。

「高速カリウムデュアルイオン電池用PTAm@CNTs正極の形態工学」が完成しました出版されたでジャーナル・オブ・パワー・リソース「低コストの工業用ポリマーを高質量負荷水性亜鉛イオン電池用の有機正極に変換する」出版されたでエネルギー貯蔵材料。

質量負荷 50 mg cm の場合^-2、ポーチバッテリーの容量は60mAhで、小型扇風機やモデルカーに簡単に電力を供給できます。

この研究の協力者には、フランスのパリ東クレテイユCNRS大学のジェサス・サントス・ペニャ博士、およびフリンダース大学ナノスケール科学技術研究所の他の専門家が含まれます。

同チームはグリフィス大学と共同で、最近、有機ラジカル/Kデュアルイオン電池も開発した。この技術は、リチウムイオン電池への依存も軽減できる。