(Nanowerk Nieuws) Zink-luchtbatterijen zijn een goedkoop, krachtig batterijalternatief dat op kleine schaal kan worden gebruikt om elektronica van stroom te voorzien of op grote schaal voor elektrische voertuigen of energieopslag. Deze batterijen werken wanneer zuurstof uit de lucht zink oxideert, maar de moeilijkheid bij zuurstofactivering die de prestaties van de batterij verslechtert, heeft hun brede commerciële acceptatie verhinderd. Informatie gepresenteerd in een artikel gepubliceerd in Koolstof toekomst (“Fullereen-metalloporfyrine co-kristal als efficiënte ORR-elektrokatalysatorvoorloper voor Zn-luchtbatterijen”) laat zien hoe de toevoeging van van fullereen afgeleide koolstofmaterialen als katalysatoren de prestaties, stabiliteit en kosten van zink-luchtbatterijen kan verbeteren. Deze afbeelding illustreert een zink-luchtbatterij die een fullereen-metalloporfyrine co-kristal gebruikt als zuurstofreductiereactiekatalysator. (Afbeelding: Carbon Future, Tsinghua University Press) “De trage kinetische eigenschappen veroorzaakt door de moeilijkheid bij zuurstofactivering, splitsing van zuurstof-zuurstofbinding en oxide-verwijdering van zuurstofreductie in zink-luchtbatterijen hebben hun toepassing op commercieel gebied beperkt,” zei Fang-Fang Li, professor aan de School of Materials Science and Engineering aan de Huazhong Universiteit voor Wetenschap en Technologie in Wuhan, China. "Op koolstof gebaseerde niet-edele metaalkatalysatoren worden beschouwd als veelbelovende materialen voor zuurstofreductiereacties vanwege hun grote oppervlakken, hoge elektrische geleidbaarheid, uitstekende mechanische eigenschappen en uitstekende stabiliteit in elektrochemische omgevingen." fullerene is een allotroop van koolstof met een gesloten kooistructuur in de vorm van een voetbal. Zuiver fullereen heeft onvoldoende geleidbaarheid die de elektronenoverdracht beperkt, maar kristallen afgeleid van fullereen hebben een verbeterd specifiek oppervlak, geleidbaarheid en actieve plaatsen. Fullereenkristallen worden gemaakt via een proces dat vloeistof-vloeistofgrensvlakprecipitatie wordt genoemd. Tijdens dit proces wordt fullereen opgelost in twee verschillende oplosmiddelen en worden er kristallen gevormd op het grensvlak van de twee vloeistoffen. Onderzoekers creëerden vervolgens een supramolecuul dat fullereenkristallen combineert met metalloporfyrine, een molecuul met een unieke structuur. Ze creëerden vier versies van dit supramolecuul om het te optimaliseren voor de beste prestaties. Drie werden verwarmd tot verschillende temperaturen (700°C, 800°C en 900°C) en vervolgens werd het uiteindelijke monster ook verwarmd tot 800°C, maar anders gemengd dan de andere monsters zonder de vloeistof-vloeistofgrensvlakprecipitatiemethode. Voordat onderzoekers de prestaties van het fullereen-metalloporfyrine-supramolecuul testten, bestudeerden onderzoekers de structurele kenmerken van het monster door middel van scanning-elektronenmicroscopie en röntgendiffractie, Raman-spectroscopie en aanvullende metingen. Ze ontdekten dat de vloeistof-vloeistof-grensvlakprecipitatiemethode de defecten verhoogde, waardoor de prestaties van de zuurstofreductiereactie verbeterden. Ze ontdekten ook consequent dat het supramolecuul dat tot 800°C werd verwarmd beter presteerde dan de andere die in de loop van het experiment werden getest, en ze gingen verder met het testen van dit supramolecuul in een praktische toepassing. Om de prestaties van het fullereen-metalloporfyrine-supramolecuul te testen, bouwden onderzoekers een zelfgemaakte zink-luchtbatterij, waarbij ze het fullereen-metalloporfyrine als kathode gebruikten. “De resultaten benadrukken de uitzonderlijke stabiliteit op lange termijn die fullereen-metalloporfyrine vertoont. De geoptimaliseerde zink-luchtbatterijprestaties van fullereen-metalloporfyrine benadrukken de robuuste en duurzame elektrokatalytische prestaties van het supramolecuul. Deze combinatie van hoge vermogensdichtheid en uitgebreide stabiliteit positioneert van fullereen-metalloporfyrine afgeleid koolstofmateriaal als een veelbelovende katalysator voor praktische toepassingen van zink-luchtbatterijen”, aldus Li.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64739.php