О результатах сообщают в выпуске 11 января 2016 Природы.Сегодняшние батареи литиевого воздуха (в котором металлический литий анода или положительный терминал, реагирует с кислородом от воздуха) открывают большую перспективу, потому что они хранят энергию в форме химических связей окисных комплексов.
Версии, проверенные до настоящего времени, сохранили и выпустили энергию от литиевого пероксида, нерастворимое вещество, которое забивает электрод батареи.Ученые Battery из Национальной лаборатории Аргонна американского Министерства энергетики развивали прототип, которого они требовали, имел удивительную способность произвести только супероксид лития, не пероксид, поскольку батарея освобождается от обязательств. В отличие от неприятного литиевого пероксида, литиевый супероксид легко расщепляется снова в литий и кислород, таким образом предлагая возможность батареи с высокой эффективностью и хорошей жизнью цикла.
Группа Аргонна проектировала батарею, чтобы потреблять один электрон, а не два и произвести супероксид, сказал Амин Сэлехи-Ходжин UIC, доцент машиностроения и промышленной инженерии. Но было трудно доказать, что реакция произошла.«Анализ Ex-situ не достаточно точен, чтобы доказать такое большое требование», сказал он.
Salehi-Khojin и постдокторский научный сотрудник Мохаммад Азади изобрели современный массовый аппарат спектроскопии, чтобы измерить электрохимические продукты реакции на месте во время зарядки или выброса батареи. Система работает в ультравысоком вакууме и «очень чувствительна к самому крошечному изменению в концентрации кислорода», сказал Азади, который является одним из пяти первых авторов на бумаге по своей природе.Впервые, исследователи UIC смогли показать, что один электрон за атом кислорода был произведен, указав, что литиевый супероксид, не пероксид, формировался в батарее. Они также смогли показать, что никакие другие литиевые комплексы не были произведены как продукты стороны.
«Это будет ценной системой для того, чтобы продолжить исследование этой батареи и другие типы батарей металоговища», сказал Сэлехи-Ходжин. «Не только может мы анализировать продукты электрохимической реакции, мы можем объяснить путь реакции. Если мы будем знать путь реакции, мы будем знать, как проектировать следующее поколение той батареи для энергоэффективности и рентабельности».Работа финансировалась Управлением по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии САМКИ и Офисом Науки.
Другие авторы на бумаге Природы – Юн Лу Аргонна, Дэнюнь Чжай, Зонгай Чен, Халиль Амайн, Сяни Ло, Ка Чунь Ло, Сянь-Хау Ван, Скотт Бромбосз, Ларри А. Кертисс, Джиэнгуо Вэнь и Дин Дж. Миллер; Юнь Юнг Ли, Эй Суб Юнг, парк Jin-Bum и Чудак Яна Солнце Университета Ханьянг в Сеуле; Чжиган Цзак Фан из Университета Юты; и Биджэндра Кумар из Университета Кентукки.