Википедија

Литијум-ваздушна батерија

Литијум-ваздушна батерија (Ли–ваздух) је метал-ваздушна електрохемијска ћелија или хемија батерије која користи оксидацију литијума на аноди и редукцију кисеоника на катоди да би се изазвао струјни ток.[1]

Упаривање литијума и амбијенталног кисеоника теоретски може довести до електрохемијских ћелија са највећом могућом специфичном енергијом. Теоријска специфична енергија безводне Ли-ваздух батерије, у напуњеном стању са Ли2О2 производом и искључујући масу кисеоника, износи ~40,1 МЈ/кг = 11,14 кWх/кг литијума. Ово је упоредиво са теоријском специфичном енергијом бензина, ~46,8 МЈ/кг. У пракси су демонстриране Ли-ваздушне батерије са специфичном енергијом од ~6,12 МЈ/кг = 1,7 кWх/кг литијума на нивоу ћелије. Ово је око 5 пута веће него код комерцијалне литијум-јонске батерије и довољно је за покретање електричног возила од 2.000 кг на око 500 км са једним пуњењем користећи 60 кг литијума (тј. 20,4 кWх/100 км). Међутим, практична снага и животни век Ли-ваздушних батерија захтевају значајна побољшања пре него што нађу тржишну нишу.

Потребан је значајан напредак у области електролита да би се развила комерцијална примена.[2] Разматрају се четири приступа: апротични,[3][4][5] водени,[6] чврсти[7] и мешани водено-апротични.[8]

Главни покретач тржишта за батерије је аутомобилски сектор. Густина енергије бензина је приближно 13 кW·х/кг, што одговара 1,7 кW·х/кг енергије која се обезбеђује точковима након губитака. Теоретски, литијум–ваздух може постићи 12 кW·х/кг (43,2 МЈ/кг) не рачунајући масу кисеоника. Узимајући у обзир тежину пуне батерије (кућиште, ваздушни канали, литијумски супстрат), док је сам литијум веома лаган, густина енергије је знатно нижа.[9]

Референце

уреди
  1. ^ Бадwал, Сукхвиндер П. С.; Гиддеy, Сарбјит С.; Муннингс, Цхристопхер; Бхатт, Ананд I.; Холленкамп, Антхонy Ф. (24. 9. 2014). „Емергинг елецтроцхемицал енергy цонверсион анд стораге тецхнологиес”. Фронтиерс ин Цхемистрy. 2: 79. Бибцоде:2014ФрЦх....2...79Б. ПМЦ 4174133  . ПМИД 25309898. дои:10.3389/фцхем.2014.00079  . 
  2. ^ Цхристенсен, Ј.; Албертус, П.; Санцхез-Царрера, Р. С.; Лохманн, Т.; Козинскy, Б.; Лиедтке, Р.; Ахмед, Ј.; Којиц, А. (2012). „А Цритицал Ревиеw оф Ли–Аир Баттериес”. Јоурнал оф тхе Елецтроцхемицал Социетy. 159 (2): Р1. дои:10.1149/2.086202јес  . 
  3. ^ Yоунеси, Реза; Веитх, Габриел M.; Јоханссон, Патрик; Едстрöм, Кристина; Вегге, Тејс (2015). „Литхиум салтс фор адванцед литхиум баттериес: Ли–метал, Ли–О 2, анд Ли–С”. Енергy Енвирон. Сци. (на језику: енглески). 8 (7): 1905—1922. дои:10.1039/ц5ее01215е  . 
  4. ^ Огасаwара, Т.; Дéбарт, А. L.; Холзапфел, M.; Новáк, П.; Бруце, П. Г. (2006). „Рецхаргеабле Ли2О2Елецтроде фор Литхиум Баттериес”. Јоурнал оф тхе Америцан Цхемицал Социетy. 128 (4): 1390—1393. ПМИД 16433559. дои:10.1021/ја056811q. 
  5. ^ Дебарт, А; Бао, Ј; et al. (2008). „α-MnO
    2     Nanowires: A Catalyst for theO
    2     Electrode in Rechargeable Lithium Batteries”. Angew. Chem. 47 (24): 4521—4524. PMID 18461594. doi:10.1002/anie.200705648.     
  6. ^ He, P.; Wang, Y.; Zhou, H. (2010). „A Li–air fuel cell with recycle aqueous electrolyte for improved stability”. Electrochemistry Communications. 12 (12): 1686—1689. doi:10.1016/j.elecom.2010.09.025. 
  7. ^ Kumar, B.; Kumar, J.; Leese, R.; Fellner, J. P.; Rodrigues, S. J.; Abraham, K. M. (2010). „A Solid-State, Rechargeable, Long Cycle Life Lithium–Air Battery”. Journal of the Electrochemical Society. 157: A50. S2CID 92403112. doi:10.1149/1.3256129  . 
  8. ^ Wang, Yonggang (2010). „A lithium–air battery with a potential to continuously reduce O2 from air for delivering energy”. Journal of Power Sources. 195 (1): 358—361. Bibcode:2010JPS...195..358W. doi:10.1016/j.jpowsour.2009.06.109. 
  9. ^ Girishkumar, G.; McCloskey, B.; Luntz, A. C.; Swanson, S.; Wilcke, W. (2010). „Lithium−Air Battery: Promise and Challenges”. The Journal of Physical Chemistry Letters. 1 (14): 2193—2203. doi:10.1021/jz1005384. 

Literatura

уреди
  • Balaish, Moran; Kraytsberg, Alexander; Ein-Eli, Yair (2014). „A critical review on lithium–air battery electrolytes”. Physical Chemistry Chemical Physics. 16 (7): 2801. doi:10.1039/C3CP54165G. 
  • Imanishi, Nobuyuki; Matsui, Masaki; Takeda, Yasuo; Yamamoto, Osamu (2014). „Lithium Ion Conducting Solid Electrolytes for Aqueous Lithium-air Batteries”. Electrochemistry. 82 (11): 938—945. doi:10.5796/electrochemistry.82.938  . 
  • Liu, Bin; Xu, Wu; Yan, Pengfei; Sun, Xiuliang; Bowden, Mark E.; Read, Jeffrey; Qian, Jiangfeng; Mei, Donghai; Wang, Chong‐Min; Zhang, Ji‐Guang (јануар 2016). „Enhanced Cycling Stability of Rechargeable Li–O 2 Batteries Using High‐Concentration Electrolytes”. Advanced Functional Materials. 26 (4): 605—613. doi:10.1002/adfm.201503697  . 
  • Lu, Jun; Amine, Khalil (18. 11. 2013). „Recent Research Progress on Non-aqueous Lithium-Air Batteries from Argonne National Laboratory”. Energies. 6 (11): 6016—6044. doi:10.3390/en6116016  . 
  • Lu, Jun; Jung Lee, Yun; Luo, Xiangyi; Chun Lau, Kah; Asadi, Mohammad; Wang, Hsien-Hau; Brombosz, Scott; Wen, Jianguo; Zhai, Dengyun; Chen, Zonghai; Miller, Dean J.; Sub Jeong, Yo; Park, Jin-Bum; Zak Fang, Zhigang; Kumar, Bijandra; Salehi-Khojin, Amin; Sun, Yang-Kook; Curtiss, Larry A.; Amine, Khalil (јануар 2016). „A lithium–oxygen battery based on lithium superoxide”. Nature. 529 (7586): 377—382. doi:10.1038/nature16484. 
  • Lu, Yi-Chun; Xu, Zhichuan; Gasteiger, Hubert A.; Chen, Shuo; Hamad-Schifferli, Kimberly; Shao-Horn, Yang (8. 9. 2010). „Platinum−Gold Nanoparticles: A Highly Active Bifunctional Electrocatalyst for Rechargeable Lithium−Air Batteries”. Journal of the American Chemical Society. 132 (35): 12170—12171. doi:10.1021/ja1036572. hdl:1721.1/65124  . 
  • McCloskey, Bryan D.; Burke, Colin M.; Nichols, Jessica E.; Renfrew, Sara E. (2015). „Mechanistic insights for the development of Li–O 2 battery materials: addressing Li 2 O 2 conductivity limitations and electrolyte and cathode instabilities”. Chemical Communications. 51 (64): 12701—12715. doi:10.1039/C5CC04620C. 
  • Shi, L.; Xu, A.; Zhao, T. S. (2015). „Formation of Li 3 O 4 nano particles in the discharge products of non-aqueous lithium–oxygen batteries leads to lower charge overvoltage”. Physical Chemistry Chemical Physics. 17 (44): 29859—29866. doi:10.1039/c5cp03886c. 
  • Visco, S. J.; Nimon, E.; Katz, B.; Jonghe, L. C. D.; Chu, M. Y. (2004). Abstract No. 53. The 12th International Meeting on Lithium Batteries Abstracts. Nara, Japan. 
  • Zhai, Dengyun; Lau, Kah Chun; Wang, Hsien-Hau; Wen, Jianguo; Miller, Dean J.; Lu, Jun; Kang, Feiyu; Li, Baohua; Yang, Wenge; Gao, Jing; Indacochea, Ernesto; Curtiss, Larry A.; Amine, Khalil (11. 2. 2015). „Interfacial Effects on Lithium Superoxide Disproportionation in Li-O 2 Batteries”. Nano Letters. 15 (2): 1041—1046. doi:10.1021/nl503943z. 

Spoljašnje veze

уреди
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Litijum-vazdušna_baterija&oldid=28204168”