释放氢在锂离子电池中的作用

发布时间：2024-01-29 16:20:42 栏目：生活

导读 锂离子电池脱颖而出，成为当今时代最流行的可充电电池技术之一。在这些电池中，锂钴氧化物(LiCoO 2)被广泛用作正极或阴极(电流进入或离开

锂离子电池脱颖而出，成为当今时代最流行的可充电电池技术之一。在这些电池中，锂钴氧化物(LiCoO 2)被广泛用作正极或阴极(电流进入或离开物质的导体)的材料。阴极在锂离子电池中起着关键作用，影响其容量、多次充放电循环的性能以及热量管理能力。



导致这些电池劣化的一个主要问题是通过水的分解产生氢气。因此，深入了解 LiCoO 2中氢的形成和去除方式可以极大地提高固态锂离子电池的效率和功能。此外，这些知识可以带来回收废旧锂离子电池的新方法，通过室温下的水分解过程将其用于氢存储和生产。

现在，在 2023 年 10 月 29 日发表在《国际氢能杂志》 上的一项最新研究中，由名城大学科学技术学院通识教育部土屋文教授领导的研究小组进行了彻底的调查室温下浸入水中的LiCoO 2正极材料的氢吸收和损失。Tsuchiya教授表示，“我的动机是利用某些氧化物陶瓷材料在室温下通过水(H 2 O)分解来实现氢气(H 2 )的生产。通常，H 在 2000 K 左右从 H 2 O中解离出来。然而，对于有效生产 H 2燃料和解决当前的环境问题(例如长期二氧化碳排放)来说，这能量太多了。”

该研究旨在探索LiCoO 2材料如何储存和释放氢，并确定LiCoO 2结构中捕获氢最稳定的位置。这是使用各种分析技术完成的，包括重量增加和弹性反冲检测方法。他们发现，在特定温度下将材料浸入水中两分钟后，氢浓度增加。此外，利用气相色谱法分析氢气的释放并确定发生解离的温度，发现该温度低于523 K。该研究还涉及“密度泛函理论”计算，表明氢原子与水分离在LiCoO 2晶体结构中，与其他位置相比，倾向于优先选择锂位点。

总体而言，结果表明LiCoO 2在室温下通过水分解产生氢气的过程储存氢气方面具有重要作用。“如果能够以低能量输入从地球上取之不尽用之不竭的H 2 O制造H 2，我认为我们将来有可能建立一个以氢为基础的社会，”土屋教授设想道。

综上所述，研究人员研究了锂离子电池LiCoO 2正极材料中氢的储存和释放。通过深入了解导致这种广泛使用的技术退化的过程，这项研究为开发更高效的电池以及通过水分解(一种环保的能源存储技术)低能耗生产氢气铺平了道路!