(Tin tức Nanowerk) Pin kẽm-không khí là một loại pin thay thế mạnh mẽ, rẻ tiền, có thể được sử dụng ở quy mô nhỏ để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử hoặc trên quy mô lớn cho xe điện hoặc lưu trữ năng lượng. Những loại pin này hoạt động khi oxy từ không khí oxy hóa kẽm, nhưng khó khăn trong việc kích hoạt oxy làm giảm hiệu suất của pin đã ngăn cản việc áp dụng thương mại rộng rãi chúng. Thông tin được trình bày trong một bài báo xuất bản năm Tương lai cacbon (“Đồng tinh thể Fullerene-metalloporphyrin là tiền chất xúc tác điện ORR hiệu quả cho pin Zn-air”) cho thấy việc bổ sung vật liệu carbon có nguồn gốc từ fullerene làm chất xúc tác có thể cải thiện hiệu suất, độ ổn định và giá thành của pin kẽm-không khí. Đồ họa này minh họa một loại pin kẽm-không khí sử dụng đồng tinh thể fullerene-metalloporphyrin làm chất xúc tác cho phản ứng khử oxy. (Hình ảnh: Carbon Future, Nhà xuất bản Đại học Thanh Hoa) “Các đặc tính động học chậm chạp gây ra bởi khó khăn trong việc kích hoạt oxy, sự phân tách liên kết oxy với oxy và loại bỏ oxit để khử oxy trong pin kẽm-không khí đã hạn chế ứng dụng của chúng trong lĩnh vực thương mại,” Fang-Fang Li, giáo sư tại Trường Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Huazhong ở Vũ Hán, Trung Quốc, cho biết. “Các chất xúc tác kim loại không quý dựa trên carbon đã được coi là vật liệu đầy hứa hẹn cho phản ứng khử oxy nhờ diện tích bề mặt lớn, độ dẫn điện cao, tính chất cơ học vượt trội và độ ổn định tuyệt vời trong môi trường điện hóa.” Fulleren là một dạng thù hình của carbon có cấu trúc lồng kín có hình dạng quả bóng đá. Fullerene tinh khiết có độ dẫn điện không đủ để hạn chế sự chuyển điện tử, nhưng các tinh thể có nguồn gốc từ fullerene có diện tích bề mặt riêng, độ dẫn điện và vị trí hoạt động được cải thiện. Tinh thể Fullerene được tạo ra thông qua một quá trình gọi là kết tủa bề mặt chất lỏng-lỏng. Trong quá trình này, fullerene được hòa tan trong hai dung môi khác nhau và các tinh thể được hình thành tại bề mặt tiếp xúc của hai chất lỏng. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một siêu phân tử kết hợp tinh thể fullerene với metallicoporphyrin, một phân tử có cấu trúc độc đáo. Họ đã tạo ra bốn phiên bản của siêu phân tử này để thử và tối ưu hóa nó để đạt hiệu suất tốt nhất. Ba mẫu được gia nhiệt đến các nhiệt độ khác nhau (700°C, 800°C và 900°C) và sau đó mẫu cuối cùng cũng được gia nhiệt đến 800°C, nhưng được trộn khác với các mẫu khác mà không có phương pháp kết tủa giao diện chất lỏng-lỏng. Trước khi kiểm tra hiệu suất của siêu phân tử fullerene-metalloporphyrin, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của mẫu thông qua kính hiển vi điện tử quét và nhiễu xạ tia X, quang phổ Raman và các phép đo bổ sung. Họ phát hiện ra rằng phương pháp kết tủa ở bề mặt chất lỏng-lỏng làm tăng các khuyết tật, giúp cải thiện hiệu suất của phản ứng khử oxy. Họ cũng liên tục phát hiện ra rằng siêu phân tử được làm nóng đến 800°C hoạt động tốt hơn những siêu phân tử khác đã được thử nghiệm trong suốt quá trình thí nghiệm và họ tiếp tục thử nghiệm siêu phân tử này trong một ứng dụng thực tế. Để kiểm tra hiệu suất của siêu phân tử fullerene-metalloporphyrin, các nhà nghiên cứu đã chế tạo một loại pin kẽm-không khí tự chế, sử dụng fullerene-metalloporphyrin làm cực âm. “Kết quả nêu bật tính ổn định lâu dài đặc biệt của fullerene-metalloporphyrin. Hiệu suất pin kẽm-không khí được tối ưu hóa của fullerene-metalloporphyrin nhấn mạnh hiệu suất xúc tác điện mạnh mẽ và lâu dài của siêu phân tử. Sự kết hợp giữa mật độ năng lượng cao và độ ổn định mở rộng này giúp vật liệu carbon có nguồn gốc fullerene-metalloporphyrin trở thành chất xúc tác đầy hứa hẹn cho các ứng dụng thực tế của pin kẽm-không khí”, Li cho biết.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64739.php