المحفز المنخفض التكلفة يحسن بطاريات مياه البحر

تستعد بطاريات مياه البحر لتكون الحدود التالية في تخزين الطاقة ، مما يوفر طريقة فعالة لتخزين وتصريف الكهرباء المتولدة من مياه البحر.هناك عقبة حاسمة في تسويقها هي تطوير مواد المحفز بأسعار معقولة ، وهو تحدٍ تغلبه الباحثون في UNIST بنجاح.

قام فريق من الباحثين بإنشاء محفز عالي الأداء لبطاريات مياه البحر من خلال الجمع بين اليوريا مع النفايات الخشبية.هذا المحفز المبتكر يقلل من الجهد الزائد اللازم لخلايا مياه البحر ويسرع التفاعلات الكهروكيميائية ، مما يتيح إفرازات كهرباء أسرع.

تقليديا ، تم استخدام المعادن الثمينة مثل البلاتين كمحفزات ، ولكن تكلفتها العالية تجعلها غير عملية للاستخدام على نطاق واسع.

طور فريق البحث محفزًا مبتكرًا باستخدام مواد بأسعار معقولة - Lignin و Urea.يتم إنتاج Lignin ، وهو منتج ثانوي يشكل 15 إلى 35 ٪ من الخشب ، أثناء تصنيع الورق والوقود الحيوي.اليوريا ، التي هي وفيرة في مياه الصرف الصناعية ، غنية بالنيتروجين.

عن طريق تسخين اللجنين إلى 800 درجة مئوية أثناء رد فعله في وقت واحد مع اليوريا في نفس درجة الحرارة ، قام الفريق بدمج النيتروجين بنجاح في كل جزء من بنية اللجنين ، مما خلق محفزًا عالي الأداء.هذا المنشطات النيتروجين يقلل بشكل كبير من الطاقة اللازمة لتصريف الكهرباء ويحل محل ذرات الكربون المحددة داخل مصفوفة اللجنين.

عند اختباره في خلايا مياه البحر ، أظهر المحفز الجديد أداءً على قدم المساواة مع محفزات البلاتين التقليدية.ومن اللافت للنظر أن الجهد الزائد كان أقل من محفزات البلاتين (PT/C).

يعني الجهد الزائد المنخفض أنه يمكن استخدام المزيد من الطاقة المخزنة بكفاءة أثناء التفريغ.كان الحد الأقصى لكثافة الطاقة التي حققها المحفز الجديد 15.76 ميجاوات/سم مربع ، مما يتطابق تقريبًا مع محفز البلاتين 16.15 ميجاوات/سم مربع - وهو عامل مهم لسرعة التفريغ.

اقترح الفريق اتباع نهج محايد للكربون لا يحل محل المحفزات المعدنية الثمينة المكلفة فحسب ، بل يزيد أيضًا من قيمة الكتلة الحيوية والنفايات الصناعية.هذا المحفز المبتكر لديه القدرة على تطبيقها في أنظمة تخزين الطاقة المختلفة ، بما في ذلك بطاريات الهواء المعدنية.