یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی آف چائنا (یو ایس ٹی سی) میں پروفیسر چن وی کی سربراہی میں ایک تحقیقی ٹیم نے ایک نیا کیمیکل بیٹری سسٹم متعارف کرایا ہے جو ہائیڈروجن گیس کو اینوڈ کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ مطالعہ میں شائع کیا گیا تھاAngewandte Chemie انٹرنیشنل ایڈیشن.
ہائیڈروجن (H2) نے اپنی سازگار الیکٹرو کیمیکل خصوصیات کی وجہ سے ایک مستحکم اور سرمایہ کاری مؤثر قابل تجدید توانائی کیریئر کے طور پر توجہ حاصل کی ہے۔ تاہم، روایتی ہائیڈروجن پر مبنی بیٹریاں بنیادی طور پر H استعمال کرتی ہیں۔2ایک کیتھوڈ کے طور پر، جو ان کی وولٹیج کی حد کو 0.8–1.4 V تک محدود کرتا ہے اور ان کی مجموعی توانائی ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کو محدود کرتا ہے۔ محدودیت پر قابو پانے کے لیے، تحقیقی ٹیم نے ایک نیا طریقہ تجویز کیا: H2انوڈ کے طور پر توانائی کی کثافت اور ورکنگ وولٹیج کو نمایاں طور پر بڑھانے کے لیے۔ انوڈ کے طور پر لتیم دھات کے ساتھ جوڑا بنانے پر، بیٹری نے غیر معمولی الیکٹرو کیمیکل کارکردگی کا مظاہرہ کیا۔
Li−H بیٹری کی اسکیمیٹک۔ (تصویر USTC کی طرف سے)
محققین نے ایک پروٹوٹائپ Li-H بیٹری سسٹم ڈیزائن کیا، جس میں ایک لیتھیم میٹل اینوڈ، ایک پلاٹینم لیپت گیس کی بازی کی تہہ جو ہائیڈروجن کیتھوڈ کے طور پر کام کرتی ہے، اور ایک ٹھوس الیکٹرولائٹ (لی1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3، یا LATP)۔ یہ ترتیب غیر مطلوبہ کیمیائی تعاملات کو کم سے کم کرتے ہوئے موثر لتیم آئن ٹرانسپورٹ کی اجازت دیتی ہے۔ ٹیسٹنگ کے ذریعے، Li-H بیٹری نے 2825 Wh/kg کی نظریاتی توانائی کی کثافت کا مظاہرہ کیا، تقریباً 3V کا مستحکم وولٹیج برقرار رکھا۔ مزید برآں، اس نے 99.7% کی ایک قابل ذکر راؤنڈ ٹرپ کارکردگی (RTE) حاصل کی، جو طویل مدتی استحکام کو برقرار رکھتے ہوئے، چارجنگ اور ڈسچارجنگ سائیکلوں کے دوران کم سے کم توانائی کے نقصان کی نشاندہی کرتی ہے۔
لاگت کی کارکردگی، حفاظت اور مینوفیکچرنگ کی سادگی کو مزید بہتر بنانے کے لیے، ٹیم نے ایک اینوڈ فری Li-H بیٹری تیار کی جو پہلے سے نصب شدہ لیتھیم دھات کی ضرورت کو ختم کرتی ہے۔ اس کے بجائے، بیٹری لتیم نمکیات (LiH2PO4اور LiOH) چارجنگ کے دوران الیکٹرولائٹ میں۔ ورژن اضافی فوائد متعارف کرواتے ہوئے معیاری Li-H بیٹری کے فوائد کو برقرار رکھتا ہے۔ یہ 98.5% کی کولمبک کارکردگی (CE) کے ساتھ موثر لتیم چڑھانا اور اتارنے کے قابل بناتا ہے۔ مزید یہ کہ، یہ ہائیڈروجن کی کم ارتکاز میں بھی مستحکم طور پر کام کرتا ہے، ہائی پریشر H₂ اسٹوریج پر انحصار کو کم کرتا ہے۔ کمپیوٹیشنل ماڈلنگ، جیسا کہ کثافت فنکشنل تھیوری (DFT) سمیلیشنز، کو یہ سمجھنے کے لیے انجام دیا گیا کہ لیتھیم اور ہائیڈروجن آئن بیٹری کے الیکٹرولائٹ کے اندر کیسے حرکت کرتے ہیں۔
Li-H بیٹری ٹکنالوجی میں یہ پیش رفت جدید توانائی ذخیرہ کرنے کے نئے مواقع پیش کرتی ہے، جس میں قابل تجدید توانائی کے گرڈز، الیکٹرک گاڑیوں، اور یہاں تک کہ ایرو اسپیس ٹیکنالوجی تک پھیلے ہوئے ممکنہ ایپلی کیشنز ہیں۔ روایتی نکل ہائیڈروجن بیٹریوں کے مقابلے میں، Li-H نظام توانائی کی کثافت اور کارکردگی کو بڑھاتا ہے، جو اسے اگلی نسل کے پاور اسٹوریج کے لیے ایک مضبوط امیدوار بناتا ہے۔ اینوڈ فری ورژن زیادہ سرمایہ کاری مؤثر اور توسیع پذیر ہائیڈروجن پر مبنی بیٹریوں کی بنیاد رکھتا ہے۔
کاغذ کا لنک:https://doi.org/10.1002/ange.202419663
(ZHENG Zihong کی تحریر، WU Yuyang کے ذریعے ترمیم شدہ)
پوسٹ ٹائم: مارچ 12-2025