İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Məqalənin ilk müəllifi Dejian Dong laboratoriyada yeni hazırlanmış elektrolit nümunəsini araşdırır. Mənbə: Dong və başqaları.

Günəş batareyaları və külək turbinləri kimi bərpa olunan enerji texnologiyaları dünyanın bir çox ölkəsində getdikcə daha geniş yayılmaqdadır. Bu cihazların istehsal etdiyi elektrik enerjisini etibarlı şəkildə saxlamaq, günəş işığı və ya küləyin az olduğu vaxtlarda istifadə etmək, onların dayanıqlı enerji həlləri kimi effektivliyini daha da artırardı.

Günəş və külək enerjisini saxlamaq üçün perspektivli bir həll yolu sulu sink (Zn) metal batareyalarının istifadəsini nəzərdə tutur. Bunlar su əsaslı məhlullardan və Zn anodlarından istifadə edərək enerjini saxlayan və buraxan ucuz, təhlükəsiz və ekoloji cəhətdən təmiz batareyalardır.

Potensiallarına baxmayaraq, Zn batareyaları hələ də istənilən səmərəliliyə və uzunmüddətli sabitliyə nail ola bilməyib. Bunun səbəbi, su molekullarının işləməsi zamanı parçalana bilməsi və sink elektrodlarının səthində Zn dendritləri adlanan kiçik strukturların əmələ gəlməsidir ki, bunların hər ikisinin performansı azaltdığı aşkar edilmişdir.

Merilend Universiteti və Brukhaven Milli Laboratoriyasının tədqiqatçıları bu yaxınlarda Zn batareyalarının işini yaxşılaşdırmağa kömək edə biləcək yeni sulu elektrolit məhlulları hazırlayıblar. Nature Nanotechnology jurnalında dərc olunmuş məqalədə təqdim olunan bu elektrolitlər, mənfi yüklü ionların (yəni anionların) Zn ionlarına yaxınlaşmasına imkan verən diqqətlə seçilmiş duzlarla suyu birləşdirir və Zn anodları ətrafında əmələ gələn molekulyar quruluşu sabitləşdirir.

Məqalənin baş müəllifi Çunşenq Vanq Tech Xplore-a bildirib ki, “Biz sulu elektrolitlərin elektrokimyəvi stabillik pəncərəsini 3,0 V-a qədər uzadan və Zn batareyalarının uzun dövrlü ömrünə nail olmasına imkan verən duzda su elektrolitləri hazırladıq. Lakin, duzda su elektrolitləri dəyəri və özlülüyü artırır və ion keçiriciliyini azaldır. Bu işdə biz duzda suya bənzər şəkildə işləyən, aşağı özlülük, aşağı qiymət və yüksək keçiriciliyə malik aşağı konsentrasiyalı sulu elektrolitlər hazırladıq.”Müxtəlif sulu elektrolit məhlullarının sxematik təsviri. Müəllif: Nature Nanotechnology (2026). DOI: 10.1038/s41565-026-02148-7

Sink batareyaları üçün yeni elektrolitlər

Wang qrupundakı Dr. Dejian Dongun son işinin əsas məqsədi istehsal xərclərini artırmadan Zn batareyalarının dövr ömrünü uzatmaq və səmərəliliyini artırmaq üçün istifadə edilə bilən yeni elektrolitlər hazırlamaq idi. Onların yaratdığı məhlullar, Zn ionları ilə qarşılıqlı təsirinə təsir edən spesifik donor nömrələrinə malik su və duzlardan ibarətdir.

Məqalənin ilk müəllifi Donq izah etdi: “Biz yalnız Zn²⁺ ilə deyil, həm də ətrafdakı su molekulları ilə ikinci dərəcəli solvasiya strukturunda qarşılıqlı təsir göstərən və ‘anion körpüsü olan ikinci dərəcəli solvasiya örtüyü’ əmələ gətirən flüorlu anionlarla elektrolitlər hazırladıq. Bu struktur Zn-i suyun yaratdığı yan reaksiyalardan qorumağa kömək edir, daha sabit interfaza imkan verir və yaxşı nəqliyyat xüsusiyyətlərini qoruyur.”

Tədqiqatçılar 18-dən yuxarı donor nömrəli duzlar (yəni, kimyada Lewis əsaslılığının göstəriciləri) ehtiva edən sulu elektrolitlərin Zn batareyaları daxilində ion qarşılıqlı təsirlərini yaxşılaşdırdığını aşkar etdilər. Bu duzların sink ətrafında daha sabit molekulyar strukturun əmələ gəlməsinə səbəb olduğu, sink dendritlərinin əmələ gəlməsini azaltdığı və batareyanın ümumi performansını artırdığı aşkar edildi.

Donq bildirib ki, “Mövcud elektrolit dizaynı, ilkin həlletmə qabığını tənzimləməklə, bir xüsusiyyəti artırmaqla yanaşı, digərlərindən imtina etmək kimi çətinliklərlə üzləşir. Bu işin əsas yeniliyi, bütün elektrolit xüsusiyyətlərini eyni vaxtda artıra bilən ikincil həlletmə strukturunu tənzimləməklə sulu elektrolit dizayn məhdudiyyətini aradan qaldırmaqdır.”

Tədqiqatçılar yeni dizayn edilmiş elektrolitlərdən istifadə edərək Zn batareyaları yaratdılar və sonra bu batareyaları laboratoriya təcrübələrində sınaqdan keçirdilər. Onlar batareyaların 1000 əməliyyat dövrü ərzində 99,99% diqqətəlayiq kulon səmərəliliyi və 130 Vt/kq-a qədər enerji sıxlığı əldə etdiyini aşkar etdilər.

Şəbəkə enerjisi saxlama həllərinin təkmilləşdirilməsi istiqamətində bir addım

Bu yaxınlarda aparılan tədqiqat Zn batareyalarının inkişafı üçün yeni imkanlar açır. Komandanın dizayn strategiyası tezliklə arzuolunan donor sayına malik oxşar duz konsentrasiyaları ehtiva edən digər sulu elektrolitlər yaratmaq üçün istifadə edilə bilər.

Vanq bildirib ki, “Tədqiqatımız elektrolit dizaynı üçün yeni bir perspektiv təklif edir və eyni zamanda yüksək ion keçiriciliyini, aşağı qiyməti və təkmilləşdirilmiş səth sabitliyini qorumaq üçün bir yol təqdim edir. Daha geniş şəkildə desək, bu, geniş elektrokimyəvi enerji saxlama sistemləri üçün mühüm nəticələrə səbəb ola bilər.”

Gələcəkdə Vanq və həmkarları tərəfindən hazırlanmış sulu elektrolitlər aşağı qiymətli, təhlükəsiz və yüksək performanslı Zn batareyalarının kommersiyalaşdırılmasını və genişmiqyaslı tətbiqini asanlaşdıra bilər. Bu batareyalar öz növbəsində bərpa olunan enerji texnologiyaları ilə istehsal olunan enerjinin saxlanmasını daha əlverişli və əlçatan edə bilər.

“Növbəti tədqiqatlarımızda bu konsepsiyanı digər elektrolit sistemlərinə də tətbiq etməyi planlaşdırırıq. Həmçinin, interfeys proseslərini və onların əsas mexanizmlərini daha dərindən anlamaq üçün qabaqcıl xarakteristika üsullarından və nəzəri yanaşmalardan istifadə edəcəyik.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Qeb Klark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert İqan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Əgər bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Dejian Dong və digərləri, Yüksək səmərəli sink metal batareyaları üçün anion körpülü ikinci dərəcəli həlledici örtüklü sulu elektrolit məhlulları, Nature Nanotechnology (2026). DOI: 10.1038/s41565-026-02148-7 .

Jurnal məlumatı: Təbiət Nanotexnologiyası 

Əsas anlayışlar

Elektrokimyəvi enerji saxlamaLityum batareyanın təkrar emalı

© 2026 Science X Network