Sanjukta Mondal tərəfindən , Phys.org

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriTədqiqatçılar yüksək enerji sıxlığına malik, uzunömürlü, çoxelektronlu ötürücü brom əsaslı axın batareyaları üçün yeni sistem hazırlayırlar. Mənbə: DICP

Alimlər sink-brom axın batareyalarını növbəti səviyyəyə qaldırmağın yolunu tapıblar. Korroziyalı bromu sadə molekulyar təmizləyici ilə tutmaqla, axın batareyalarının performansı və ömrünün qarşısında duran əsas maneəni aradan qaldıra biliblər.

Tədqiqatçılar elektrolitə natrium sulfamat (SANa) təmizləyicisi əlavə etməklə batareyanın işləməsi zamanı əmələ gələn bromu (Br₂) bromlu aminə çevirərək tuta bildilər. Bu sadə dəyişiklik ikiqat fayda verdi: korroziyaya uğrayan Br₂-nı azaltmaqla batareyanın ömrünü uzatdı və batareyaları həm ətraf mühit, həm də onlara qulluq edən insanlar üçün daha təhlükəsiz etdi.

Ənənəvi brom əsaslı axın batareyaları ilə müqayisə etdikdən sonra, ənənəvi sistemlərin korroziya səbəbindən cəmi 30 dövrdən sonra performansda kəskin azalma göstərdiyi halda, yeni axın batareya dizaynlarının əhəmiyyətli dərəcədə performans itkisi olmadan 700 dövrdən çox – təxminən 1400 saat işlədiyini müəyyən etdilər.

Tapıntılar Nature Energy jurnalında dərc olunub .Brom elektrolitlərinin dizayn prinsipləri. Müəllif: Nature Energy (2025). DOI: 10.1038/s41560-025-01907-5

Brom həm xeyir, həm də zərər kimi çıxış edir

Axın batareyaları, enerjini xarici çənlərdə saxlanılan maye elektrolitlərdə saxlayan, onları unikal şəkildə miqyaslanabilən və bərpa olunan enerji tətbiqləri üçün təhlükəsiz edən doldurula bilən sistemlərdir.

Sink-brom axın batareyaları variantları yüksək enerji sıxlığı və aşağı qiymətli materialları sayəsində xüsusilə populyarlıq qazanır və bu da onları ənənəvi doldurulan batareyalara potensial alternativ kimi təqdim edir. Bu batareyalar xarici çənlərdən mərkəzi reaksiya bloku vasitəsilə maye məhlulları vurmaqla elektrik enerjisini saxlayır və çatdırır.

Doldurma zamanı sink ionları mənfi elektrod üzərində bərk metal kimi yayılır, bromid ionları isə müsbət elektrodda broma oksidləşir. Bu reaksiyalar sinkin mayeyə yenidən həll olunmasını tərsinə çevirir və brom bromidə qayıdır və saxlanılan elektrik enerjisini buraxır.

Lakin, bugünkü brom əsaslı axın batareyaları qısa ömürlüdür. Doldurma zamanı ifraz olunan brom elektrodlar, borular və hətta saxlama çənləri kimi əsas hissələri yeyir. Bundan əlavə, brom yüksək dərəcədə uçucu və zəhərlidir, buna görə də hətta kiçik sızmalar belə havanı çirkləndirə, həssas toxumaları qıcıqlandıra və sinir sisteminə təsir göstərə bilər.

Problemə mükəmməl bir antidot tapmaq üçün bir neçə cəhddən sonra tədqiqatçılar natrium sulfamat və ya SANa-nın kimyəvi tələ kimi fəaliyyət göstərdiyini və bromun batareyada necə davrandığını dəyişdirdiyini aşkar etdilər.Dizayn etdiyimiz elektrolitlərdən istifadə edərək tək Zn/Br FB və miqyaslı sistemlər ənənəvi sistemlərdən daha yaxşı performans göstərir. Mənbə: Nature Energy (2025). DOI: 10.1038/s41560-025-01907-5

SANa, tək bir maddənin həm oksidləşdiyi, həm də reduksiya edildiyi bir redoks prosesi olan bir disproporsiya reaksiyasına başladı və brom qazını parçaladı və ona bağlanaraq mülayim bir məhsul olan N-brom natrium sulfamat əmələ gətirdi. Bu reaksiya sərbəst üzən bromun konsentrasiyasını litrdə ~7 millimol (mM) məqbul səviyyəyə endirdi.

Bromla bağlanma prosesi faydalı bir reaksiyaya səbəb oldu: batareyanın əhəmiyyətli dərəcədə daha çox enerji saxlamasına imkan verən iki elektronlu ötürmə fenomeni. Əlavə SANa ilə axın batareyası, ənənəvi versiyalarda 90 Vt/l ilə müqayisədə 152 Vt/l enerji sıxlığına nail oldu.

Batareyanın limitlərini sınaqdan keçirmək üçün komanda ardıcıl olaraq birləşdirilmiş 30 fərdi batareya elementindən ibarət 5 kVt gücündə bir yığın hazırladı. Onlar yeni dizayn edilmiş axın batareyasının 700-dən çox sabit dövrəyə nail olduğunu aşkar etdilər. Yenidən dizayn edilmiş axın batareyası 700-dən çox sabit dövrə təmin etdi və bunu daha ucuz başa gətirdi, çünki artıq bahalı korroziyaya davamlı membranlar, nasoslar və ya saxlama çənləri tələb olunmurdu.

Tədqiqatçılar ümid edirlər ki, bu tədqiqatdan əldə edilən məlumatlar şəbəkə miqyaslı tətbiqlər üçün mülayim, uzunömürlü və yüksək enerji sıxlığına malik Br əsaslı batareyaların dizaynını mümkün edə bilər.

Müəllifimiz Sanjukta Mondal tərəfindən sizin üçün yazılmış, Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Yue Xu və digərləri, Çoxelektronlu ötürmə reaksiyası ilə aktivləşdirilmiş şəbəkə miqyaslı korroziyaya uğramayan Zn/Br axın batareyaları, Nature Energy (2025). DOI: 10.1038/s41560-025-01907-5

Jurnal məlumatı: Nature Energy 

© 2025 Science X Network