Анод

Пандемия COVID-19 подчеркнула положительное влияние сокращения вмешательства человека в окружающую среду, а также чистоты рек и улучшения качества воздуха. Чтобы сохранить лучшую среду обитания и качество жизни, крайне важно свести к минимуму неблагоприятные последствия, причиняемые человечеством. Это требует разработки технологий, которые будут использовать чистые источники энергии и эффективно хранить эту энергию.

Накопление энергии играет решающую роль в эффективном использовании прерывистых источников чистой энергии. Растет спрос на устройства хранения данных с более высокой плотностью энергии, возможностью более быстрой зарядки, экономичностью и более длительным жизненным циклом. Эти достижения позволят снизить негативное воздействие на окружающую среду и сделать хранение энергии более устойчивым.

Устойчивое развитие охватывает различные аспекты, включая заботу об окружающей среде, права человека, равенство и экономический рост. Материалы и производственные процессы должны быть тщательно проанализированы, чтобы гарантировать экологичность устройств хранения энергии.

Конфигурации безанодных батарей, особенно те, в которых используются твердотельные электролиты, предлагают многообещающий подход. В этих батареях при первоначальной сборке используется только анодный токосъёмник. В полностью твердотельных батареях используется безанодная конфигурация и твердотельные электролиты, что исключает необходимость использования опасных материалов, таких как чистый металлический литий.

Безанодные батареи привлекли внимание в отрасли благодаря простоте сборки, повышенной безопасности, экономической эффективности и повышенной устойчивости. Исследования в этой области расширились: несколько исследований изучают различные аспекты безанодных ячеек в твердом состоянии.

Катодные материалы также исследуются на предмет их воздействия на окружающую среду. Слоистые оксиды переходных металлов, содержащие кобальт, широко используются в коммерческих целях. Однако альтернативные материалы, такие как LiFePO4 (LFP), получают все большее распространение из-за их низкой стоимости, распространенности и экологической совместимости.

Разработка высокопроизводительных твердотельных электролитов имеет решающее значение для безопасной и эффективной работы аккумуляторов. Сегнетоэлектрические электролиты, которые являются пьезоэлектрическими и пироэлектрическими, оказались многообещающими в создании твердотельных батарей.

Медь традиционно используется в качестве коллектора анодного тока в безанодных батареях из-за ее нереакционности с литием. Он использовался в различных конструкциях батарей, включая литий-ионные, литий-серные и литий-воздушные батареи.

Исследователи также изучили возможность использования оксида цинка (ZnO) в качестве потенциального материала для улучшения характеристик литиевых батарей. Были исследованы поверхностные химические потенциалы различных материалов и обнаружено, что ZnO ​​демонстрирует выравнивание поверхностных химических потенциалов на границе раздела с медью.

Безанодные батареи предлагают устойчивый подход к хранению энергии, а достижения в материалах и конфигурациях приводят к более безопасным, эффективным и экологически чистым решениям.