Una nuova strategia è stata proposta nel campo delle batterie acquose agli ioni di zinco per contribuire ad aumentare la capacità dei catodi, rendendoli più efficienti, secondo un recente studio pubblicato su ACS Nano .
"Abbiamo convertito il vanadio a bassa valenza in vanadio ad alta valenza in ossidi utilizzando un metodo elettrochimico", ha affermato il prof. HU Linhua dell'Istituto di scienze fisiche Hefei dell'Accademia cinese delle scienze, che ha guidato il team.
Le batterie acquose agli ioni di zinco (AZIB) sono una tecnologia promettente per lo stoccaggio stazionario di energia su larga scala. Per rendere questa tecnologia più praticabile per l'uso commerciale, i ricercatori hanno sviluppato materiali catodici innovativi per migliorare le prestazioni. Gli ossidi di vanadio (VOx) sono stati ampiamente considerati un'opzione favorevole per gli AZIB. Tuttavia, la loro bassa conduttività elettronica e il lento Zn2 + la cinetica di diffusione ha posto sfide nel dimostrare la dominanza di VOx.
In questo studio, i ricercatori hanno costruito una transizione di fase indotta elettrochimicamente in situ per ottenere materiali catodici acquosi di ioni di zinco ad alte prestazioni.
Hanno utilizzato un processo speciale per modificare la struttura di un materiale chiamato V6 O13 a V5 O12 · 6 H2 O quando è stato caricato per la prima volta. Questa modifica ha reso il materiale migliore nel condurre l'elettricità e ha permesso agli ioni di zinco di muoversi più facilmente, aumentandone la capacità di immagazzinare energia.
Il materiale modificato aveva anche spazi che facilitavano lo spostamento delle particelle ed è rimasto stabile per molti cicli di ricarica. Di conseguenza, il nuovo materiale poteva essere caricato molto rapidamente, aveva un'elevata capacità di accumulo di energia, funzionava bene a velocità di ricarica elevate e durava a lungo senza perdere la capacità di immagazzinare energia.
Secondo il team, questo nuovo metodo fornisce una nuova direzione per risolvere le sfide legate allo sviluppo di catodi ad alte prestazioni per AZIB.
Ulteriori informazioni: Li'e Mo et al, La trasformazione di fase indotta elettrochimicamente nell'ossido di vanadio potenzia l'intercalazione degli ioni Zn, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c11217
Informazioni sul giornale: ACS Nano
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
