Gli sforzi dei chimici della Utah State University per sviluppare soluzioni tecnologiche alternative per le batterie stanno progredendo e le recenti scoperte sono evidenziate in un rinomato, rivista internazionale di chimica.

Tianbiao Liu, professore assistente presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica dell'USU, e il suo team hanno riportato un nuovo design molecolare per batterie a flusso redox organico acquoso, conosciuti come AORFB, nel 2 gennaio, 2018, problema di Angewandte Chemie , in cui la loro carta è onorata come caratteristica di copertina.

Oltre a Liu, gli autori del documento sono il ricercatore postdottorato USU Jian Luo e gli studenti di dottorato Bo Hu e Camden DeBruler.

"Le batterie organiche a flusso redox sono promettenti per lo stoccaggio su larga scala di energia rinnovabile, poiché le molecole organiche redox-attive sono sintonizzabili sinteticamente, sostenibile ed economico, " Liu dice. "Pensiamo che siano un'ottima alternativa alle tecnologie esistenti per soddisfare la crescente domanda di batterie di stoccaggio rispettose dell'ambiente, risorse energetiche rinnovabili come l'energia solare ed eolica".

Tali fonti di energia rinnovabile presentano sfide da utilizzare, lui dice, a causa della loro disponibilità intermittente, instabile, pesanti richieste di ciclo e di energia dalla rete. Queste fonti richiedono frequenti cambi e scarichi, oltre che irregolare, ricarica completa di una batteria robusta.

Nella loro carta, i membri del team descrivono l'uso della chimica sintetica per progettare una molecola, dotato di un'unità di coniugazione pi-elettrone, come un romanzo, anolita di stoccaggio a due elettroni per AORFB organici totali neutri.

"La struttura a due elettroni è una caratteristica unica di questo design, " dice Liu. "Consente l'uso totale di materiali organici basati su elementi abbondantemente disponibili, come azoto e idrogeno.

La batteria dimostrata dai chimici ha fornito un'alta tensione di 1,44 volt in un elettrolita acquoso, insieme a un'eccezionale efficienza energetica e mantenimento della capacità.

"Il design è molto robusto e molto stabile, " dice Liù.

Osservando una lunga tradizione di Angewandte Chemie , Liu dedicò il giornale al mentore del suo maestro, Professore Mei Wang della Dalian University of Technology cinese, in occasione del suo 62 ^ns compleanno.

"Il Dr. Wang è tra i leader nel campo della chimica delle energie rinnovabili ed è stato un'ispirazione per me, " lui dice.

La ricerca del team è supportata dall'USU e dall'Utah Science Technology Research (USTAR) Initiative University Technology Acceleration Grant (UTAG). Hu riceve il sostegno di un premio per studenti autofinanziati del Consiglio cinese per le borse di studio che studiano all'estero e un premio per studenti del triangolo energetico dello Utah dall'Ufficio per l'energia dello Stato dello Utah. DeBruler è un destinatario della USU Presidential Doctoral Research Fellowship.