Li poids atomique de 3, un poids léger, il est très approprié en tant que supports de batterie chimique, la densité d'énergie peut être grandement améliorer la batterie, la batterie lithium-ion courant de densité d'énergie de poids a atteint 250Wh / kg ou plus, et est vers 300Wh / kg cible avance rapide, de nombreux fabricants de batteries ont déclaré leur propre cellule de puissance a atteint plus de l'énergie 300Wh / kg.
Si nous sommes un peu d'attention à la table périodique, nous pouvons voir, il y a plus de Li un élément plus léger des éléments nH. H est la nature des éléments les plus légers, mais aussi l'univers entier est l'élément le plus répandu (sans tenir compte isotopes H). les noyaux H d'un seul des éléments extérieurs des noyaux de protons ont une rotation électronique autour du noyau, où les atomes H des électrons perdent après être devenue une charge positive d'un proton exposé, seul le poids du Li + 1/7, on peut dire que c'est un transporteur quasi-parfait pour les batteries chimiques.
Cependant, il est une des applications de batterie d'ions d'hydrogène -H élément d'obstacle insurmontable est habituellement présent sous la forme de gaz H2, contrairement élément Li sous la forme de métal solide, ce qui augmente considérablement la difficulté d'éléments de stockage H (si nous sommes en mesure de préparer un atome d'hydrogène métallique, probablement dans l'industrie de stockage serait renversée) de manière à présenter un support commun pour la H + cellule électrochimique est principalement une pile à combustible d'hydrogène, des éléments H ou H2 sont formées d'un métal avec un alliage absorbant l'hydrogène à l'extérieur de la batterie stockée sous la forme de . lors de l'utilisation H2 entrée à l'anode poreuse dans la pile à combustible, la perte d'électrons en H +, O2 dans l'air pour obtenir des électrons dans la cathode poreuse, et l'électrolyte de H + pour former de l'eau. récemment, l'Australie royal Melbourne Institute of Technology Shahin le matériau de stockage d'hydrogène Heidari combiné avec une pile à combustible, capable de développer une batterie « à protons » charge. électrode de carbone poreux constitué d'une résine phénolique et du polytétrafluoroéthylène capable de 1% en poids H, et à nouveau au processus de décharge Libéré 0,8% de H, montrant une capacité élevée de stockage d'hydrogène et une réversibilité.
Batterie de protons est une combinaison de pile à combustible et une batterie de stockage des avantages de la batterie de stockage d'énergie hybride, lors de la charge, H2O est électrolysée à H et O, H va passer à travers une membrane d'acide perfluorosulfonique de liaison avec le matériau de stockage d'hydrogène , évitant ainsi H2. stocké dans le processus de décharge H perdra un H + génération d'électrons, entre dans la solution (ci-dessous). concept de cellule de protons a été proposée par Andrews et Seif Mohanmmadi, de Ni, Co Les alliages de La et He sont utilisés comme matériaux de stockage de l'hydrogène et doivent utiliser de l'eau courante pour fournir suffisamment de source H, c'est pourquoi on l'appelle aussi batterie à «flux de protons».
Au début de l'efficacité 'de protons de la batterie est faible, lorsque le métal absorbant l'hydrogène capable de stocker une charge de 0,6% en poids H, mais dans le processus de décharge peut être émis uniquement 0,01% en poids, principalement parce que l'élément métallique entre H résultant de la résistance de la liaison chimique est trop importante, conduisant à H ne peut pas être stockée est libérée à nouveau. de plus, la présence de la catalyse des atomes de Ni, ce qui entraîne la charge du procédé, en plus de H sera stocké dans l'alliage, il y aura une partie considérable de la H H2, ce qui conduit à l'efficacité de Coulomb de la batterie est trop faible, en plus de l'alliage de stockage d'hydrogène prix élevés limitent également la promotion et l'application. en 2002 Jurewicz et al ont constaté que la capacité de stockage d'hydrogène électrochimique de charbon actif (jusqu'à 1,8% en poids) Pour résoudre les problèmes de stockage d'hydrogène de la batterie de «flux de protons» fournir une nouvelle idée (le tableau suivant pour une certaine capacité de stockage d'hydrogène des matériaux de carbone, capacité de stockage de l'hydrogène).
Sur les idées ci-dessus, Shahin Heidari de Andrews et Seif Mohanmmadi proposé une conception améliorée de la cellule «protons de, au lieu d'utiliser un alliage absorbant l'hydrogène de l'électrode de carbone poreux, et pour augmenter la solution d'acide fort, sur la base de l'acide perfluorosulfonique que le proton sur l'électrolyte solide Le conducteur, qui améliore considérablement les performances de la batterie «proton», est illustré dans la figure ci-dessous.
Shahin conception de la cellule Heidari utilisé deux électrode négative de stockage d'hydrogène, dans lequel la teneur en polytétrafluoréthylène PTFE de 10% en poids et 30% en poids, respectivement ,, les deux cellules 80mA de la courbe de charge à courant constant comme le montre la Fig. 30% en poids de PTFE la charge de la batterie commence tension de 0,95 V, et après 1700 secondes atteint 1.85V, la tension de cellule initiale de 10% de PTFE est 1.05V, et au bout de 2000 secondes atteint 1.85V. les cellules avant que la tension atteigne 1.85V, l'électrode négative produite H2 phénomène n'est pas clair, mais après avoir atteint le taux de génération 1.85V H2 de l'électrode négative fortement augmenté, alors nous pouvons aussi voir les courbes de tension apparaissent de nombreuses petites fluctuations, principalement parce que les bulles H2 commencent à se former sur la surface de l'électrode ( lorsque les bulles H2 couvrent la surface des électrodes, la tension commence à augmenter, lorsque le H2 en laissant la bulle, la chute de tension), le taux final de génération H2 O2 est réalisé deux fois, ce qui indique qu'il ne peut pas être stocké complètement dans l'électrode poreuse H, la charge Le processus se termine également ici.
Après le « proton » décrit ci-dessus à pleine charge de la batterie, on laisse reposer test de décharge de 30 minutes a été effectuée afin d'être en mesure de présenter l'électrode poreuse H complètement libéré, Shahin Heidari une teneur en PTFE de 30% en poids et 10% en poids des deux cellules ont été développées une étape de système de décharge de courant (comme représenté ci-dessous), afin de réduire les expériences de polarisation montrent que les performances d'une électrode est de préférence de 10% de PTFE, le processus de charge peut être stocké 1% en poids de H, et peut libérer le processus de décharge 0,8% en poids, a montré une bonne réversibilité.
D'après l'introduction ci-dessus, on peut facilement voir que la pile dite «proton» est en fait un produit qui combine une pile à combustible et un matériau de stockage d'hydrogène.Le H généré pendant le chargement est stocké dans le matériau de stockage d'hydrogène. L'O2 entre dans l'air et le processus de décharge est complètement conforme au mode de la pile à combustible Bien que ce concept soit très bon, la batterie «proton» est encore loin de la batterie lithium-ion en termes de performance dans les conditions technologiques actuelles. Grands écarts, tels que la densité d'énergie volumique, la batterie proton est seulement environ 100Wh / L, mais la densité d'énergie du volume de batterie lithium-ion actuelle jusqu'à 600Wh / L, en plus de l'efficacité de charge de la batterie «proton» est également très douteuse Xiaobian, Pendant le processus de charge, une quantité importante de H2 sera générée, ces H2 finiront par quitter l'électrode et ne seront pas stockés dans l'électrode, ce qui conduit à une très faible efficacité coulombique de la batterie «proton». L'idée est très bonne: l'élément H a un large éventail de sources et de prix, mais la batterie «proton» a besoin d'un long chemin à parcourir à partir de l'état actuel de la technique. Les batteries ne peuvent contester que l'état des batteries lithium-ion.
