Nowe badanie: elektrolity cieczoszklistne odkryte jako nowa kategoria cieczy w bateriach ładowalnych

WarsawŚwiat szybko zmierza w kierunku lepszych i bardziej zrównoważonych rozwiązań energetycznych. Zespół badawczy z Uniwersytetu Niigata i Tokijskiego Uniwersytetu Nauk opracował nowy rodzaj ciekłych elektrolitów. Te tworzące szkło ciekłe elektrolity mają właściwości, które mogą zrewolucjonizować urządzenia elektrochemiczne. Ostatnio ultraskoncentrowane roztwory elektrolitowe zyskały na popularności, ponieważ pozostają cieczą w temperaturze pokojowej, charakteryzują się wysoką przewodnością jonową i tworzą doskonałe powłoki metaliczne. Jednak zrozumienie ich działania na poziomie molekularnym było trudnym wyzwaniem.

Naukowcy odkryli, że mieszaniny cyklicznego sulfotlenku i soli litowej wykazują wyjątkowe właściwości. Przechodzą one przez przemianę szklistą w szerokim zakresie składu, co nie było wcześniej obserwowane w przypadku ciekłych elektrolitów. Kluczowe wyniki badania obejmują:

• Unikalne przejście szkliste zaobserwowane w mieszaninach binarnych soli litu z 1,3-propanosultonem (PS) i sulfolanem (SL).
• Spektroskopia Ramana potwierdzająca obecność par jonowych w kontakcie (CIPs) oraz agregatów (AGG).
• Analiza dwuwymiarowej korelacji łącząca widma relaksacji dielektrycznej (DRS) z formowaniem się i zachowaniem AGG.

To odkrycie ma ogromne znaczenie. Wysoki współczynnik przewodnictwa Li+ w tych mieszaninach umożliwia efektywne i wysokiej jakości formowanie metalowych warstw. Jest to kluczowe dla zastosowań wymagających wysokiej gęstości energii oraz silnych właściwości mechanicznych. Inaczej mówiąc, urządzenia takie jak baterie o dużej pojemności mogą stać się bardziej wydajne, mniejsze i trwalsze.

Zobacz również:

Dzisiaj · 10:25

Odkrywanie egzoplanet: pustynie, sawanny i grzbiety kosmosu

Duże agregaty występujące w tych elektrolitach są kluczowe dla ich unikalnych właściwości przewodzenia jonów. Badania wskazują, że te agregaty wpływają na formowanie się cząsteczek i reorientację ich dipoli. To nowe odkrycie może pomóc w opracowaniu specjalnych elektrolitów do konkretnych zastosowań wysokowydajnych, przesuwając granice obecnej technologii.

Uwzględniając cele zrównoważonego rozwoju oraz ideę Społeczeństwa 5.0, istnieje pilna potrzeba udoskonalenia rozwiązań w zakresie magazynowania energii. Połączenie ciekłych i stałych elektrolitów w tych nowych systemach może umożliwić tworzenie bardziej wydajnych i elastycznych opcji przechowywania energii. Tego rodzaju postęp może być wykorzystany w wielu dziedzinach, takich jak elektronika przenośna, samochody elektryczne oraz duże systemy energetyczne. Ten przełom oznacza istotne ulepszenie technologii magazynowania energii i wspiera przejścia w kierunku przyszłości opartej na zrównoważonej energii.