3 की ली परमाणु वजन, हल्के वजन यह बहुत रासायनिक बैटरी के वाहक के रूप में उपयुक्त बनाने, ऊर्जा घनत्व बहुत हो बैटरी सुधार कर सकते हैं, वर्तमान वजन ऊर्जा घनत्व लिथियम आयन बैटरी 250Wh / किलो या अधिक तक पहुँच गया है, और है 300Wh / किग्रा के लक्ष्य की ओर जा रहे कई बिजली बैटरी निर्माताओं ने पहले ही दावा किया है कि उनकी खुद की बैटरी की विशिष्ट शक्ति 300Wh / kg से अधिक हो गई है
यदि हम रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी पर एक संक्षिप्त नज़र डालें, तो हम देख सकते हैं कि ली-एच तत्व के ऊपर हल्का तत्व है। एच तत्व प्रकृति में सबसे हल्का है, और यह ब्रह्मांड में सबसे सामान्य तत्व है एच आइसोटोप)। बाहरी तत्वों प्रोटॉन नाभिक का केवल एक के एच नाभिक नाभिक, जब एच परमाणुओं इलेक्ट्रॉनों खो के बाद एक प्रोटॉन की एक सकारात्मक चार्ज उजागर हो रही है चारों ओर एक इलेक्ट्रॉनिक रोटेशन है, केवल की ली + वजन 1/7, यह कहा जा सकता है कि यह रासायनिक बैटरी के लिए लगभग सही वाहक है।
हालांकि, वहाँ एक हाइड्रोजन आयन बैटरी अनुप्रयोगों --H दुर्गम बाधा तत्व है, आमतौर पर एच 2 गैस के रूप में मौजूद है ठोस धातु के रूप में ली तत्व के विपरीत है, इस प्रकार बहुत भंडारण तत्वों एच की कठिनाई बढ़ रही है (यदि हम तैयार करने में सक्षम हैं मुख्य रूप से एक हाइड्रोजन ईंधन सेल, एच या एच 2 तत्वों एक धातु की हाइड्रोजन अवशोषित मिश्र धातु के साथ बैटरी के रूप में संग्रहीत के बाहर का गठन कर रहे धातु हाइड्रोजन, शायद भर भंडारण उद्योग विकृत हो जाएगा) इतनी के रूप में एच + विद्युत सेल के लिए एक सामान्य वाहक पेश करने के लिए है । जब ईंधन सेल में झरझरा एनोड को inputted एच 2 का उपयोग कर, एच + में इलेक्ट्रॉनों की हानि, O2 हवा झरझरा कैथोड में इलेक्ट्रॉनों प्राप्त करने के लिए, और H + के इलेक्ट्रोलाइट में पानी के लिए फार्म। हाल ही में, ऑस्ट्रेलिया रॉयल मेलबोर्न प्रौद्योगिकी शाहीन के संस्थान हाइड्रोजन भंडारण सामग्री Heidari एक ईंधन सेल के साथ संयुक्त, एक चार्ज 'प्रोटॉन' बैटरी विकसित करने में सक्षम है। झरझरा कार्बन प्रवाह प्रक्रिया में एक phenolic राल और 1wt% एच करने में सक्षम है, और फिर polytetrafluoroethylene से बना इलेक्ट्रोड हाई हाइड्रोजन भंडारण क्षमता और प्रतिवर्तीता दिखाते हुए एच के 0.8% का विमोचन किया।
प्रोटॉन बैटरी ईंधन सेल और संकर ऊर्जा भंडारण बैटरी के लाभों में से एक भंडारण बैटरी का एक संयोजन, जब चार्ज, एच 2 ओ एच और हे को electrolyzed है, एच एक perfluorosulfonic एसिड झिल्ली हाइड्रोजन भंडारण सामग्री के साथ बंधन से होकर गुजरेगी , इस प्रकार, एच 2 से परहेज। प्रवाह प्रक्रिया एच में संग्रहीत खो देंगे एक इलेक्ट्रॉन पैदा एच + समाधान (नीचे दिखाया गया)। प्रोटॉन सेल अवधारणा पहले एंड्रयूज और सिफ Mohanmmadi, नी, सह करने के लिए द्वारा प्रस्तावित किया गया में प्रवेश करती है ला और वह मिश्र धातुओं को हाइड्रोजन भंडारण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है और पर्याप्त एच स्रोत प्रदान करने के लिए बहने वाले पानी का उपयोग करने की आवश्यकता है, इसलिए इसे 'प्रोटॉन फ्लो' बैटरी भी कहा जाता है।
प्रारंभिक बैटरी की 'प्रोटॉन' दक्षता कम है, जब हाइड्रोजन धातु 0.6wt% एच के आरोप संग्रहित करने में सक्षम अवशोषित, लेकिन मुक्ति की प्रक्रिया में केवल 0.01wt% उत्सर्जित किया जा सकता, इसका मुख्य कारण एच के बीच धातु तत्व रासायनिक बंधन ताकत है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत बड़ी है, एच जमा नहीं किया जा सकता है फिर से जारी किया गया है के लिए अग्रणी। इसके अलावा, नी परमाणुओं कटैलिसीस की उपस्थिति, इस प्रक्रिया के आरोप में जिसके परिणामस्वरूप, एच के अलावा मिश्र धातु में संग्रहीत किया जाएगा, वहाँ एच के एक काफी भाग होगा एच 2, Coulombic लिए बैटरी की क्षमता बहुत कम है, हाइड्रोजन भंडारण मिश्र धातु के अलावा ऊंची कीमतों ने भी अपने संवर्धन और आवेदन की सीमा अग्रणी। 2002 में Jurewicz एट अल में पाया गया कि सक्रिय चारकोल विद्युत हाइड्रोजन भंडारण क्षमता (ऊपर% 1.8wt करने के लिए) , 'प्रोटॉन फ्लो' बैटरी हाइड्रोजन भंडारण समस्याओं को हल करने के लिए एक नया विचार प्रदान करता है (कार्बन सामग्री, हाइड्रोजन भंडारण क्षमता के कुछ हाइड्रोजन भंडारण क्षमता के लिए निम्न तालिका)।
ऊपर विचारों के साथ, एंड्रयूज़ शाहीन Heidari और सिफ Mohanmmadi 'प्रोटॉन' बेहतर सेल डिजाइन, प्रस्तावित बजाय एक झरझरा कार्बन इलेक्ट्रोड हाइड्रोजन मिश्र धातु को अवशोषित का उपयोग करने का, और ठोस इलेक्ट्रोलाइट पर प्रोटॉन के रूप में perfluorosulfonic एसिड के आधार पर मजबूत अम्ल समाधान को बढ़ाने के लिए कंडक्टर, जो 'प्रोटोन' बैटरी के प्रदर्शन में काफी सुधार करता है, नीचे दी गई संख्या में दिखाया गया है।
शाहीन Heidari सेल डिजाइन दो हाइड्रोजन भंडारण नकारात्मक इलेक्ट्रोड का इस्तेमाल किया है, जिसमें 10wt% और 30wt%, क्रमशः की polytetrafluoroethylene PTFE सामग्री ,, दो कोशिकाओं 80mA निरंतर वर्तमान चार्ज वक्र के रूप में छवि में दिखाया गया है। PTFE के 30wt% बैटरी चार्ज 0.95V की वोल्टेज प्रारंभ करें, और उसके बाद 1700 सेकंड 1.85V तक पहुँचता है, 10% PTFE की प्रारंभिक सेल वोल्टेज 1.05V था, और 2000 सेकंड के बाद 1.85V तक पहुँचता है। दोनों कक्षों से पहले वोल्टेज 1.85V तक पहुँचता है, नकारात्मक इलेक्ट्रोड एच 2 उत्पादन घटना स्पष्ट नहीं है, लेकिन उसके बाद तक पहुँचने नकारात्मक इलेक्ट्रोड के 1.85V एच 2 पीढ़ी दर में काफी वृद्धि हुई है, तो हम भी वोल्टेज घटता कई छोटे उतार चढ़ाव दिखाई देते हैं, जिसका मुख्य कारण एच 2 बुलबुले (इलेक्ट्रोड की सतह पर बनने शुरू देख सकते हैं जब एच 2 बुलबुले इलेक्ट्रोड की सतह को कवर, वोल्टेज वृद्धि करने के लिए शुरू होता है, जब एच 2 बुलबुला, वोल्टेज ड्रॉप) छोड़ रहा है, एच 2 ओ 2 पीढ़ी के अंतिम दर के बारे में दो बार, प्रभारी हासिल की है, यह दर्शाता है कि यह एच झरझरा इलेक्ट्रोड में पूरी तरह से जमा नहीं किया जा सकता है इस प्रक्रिया को भी समाप्त हो गया है।
ऊपर-वर्णित 'प्रोटॉन' के बाद बैटरी पूरी तरह से चार्ज, खड़े करने के लिए 30 मिनट निर्वहन परीक्षण आदेश एच झरझरा इलेक्ट्रोड पूरी तरह से जारी किया पेश करने के लिए सक्षम होने के लिए में किया गया अनुमति, शाहीन Heidari 30wt% और दो कोशिकाओं के 10wt% की एक PTFE सामग्री विकसित किए गए एक कदम वर्तमान मुक्ति प्रणाली (नीचे के रूप में दिखाया गया है), आदेश ध्रुवीकरण प्रयोगों को कम करने में पता चलता है कि एक इलेक्ट्रोड के प्रदर्शन अधिमानतः 10% PTFE, चार्ज प्रक्रिया संग्रहित किया जा सकता एच के 1wt% है, और मुक्ति की प्रक्रिया जारी कर सकते हैं 0.8wt%, अच्छा उलटने दिखाया।
उपरोक्त विवरण हम देख सकते हैं से, तथाकथित "प्रोटॉन" वास्तव में है एक बैटरी और ईंधन सेल उत्पाद हाइड्रोजन भंडारण सामग्री एक साथ बंधे, एच चार्ज करने की प्रक्रिया में उत्पन्न होता है हाइड्रोजन भंडारण सामग्री में संग्रहीत है, वातावरण में O2, प्रवाह प्रक्रिया पूरी तरह से ईंधन सेल की विधा के अनुसार संचालित किया जाता है। यद्यपि यह एक बहुत अच्छा डिजाइन है, लेकिन बैटरी प्रदर्शन में लिथियम आयन बैटरी से वर्तमान तकनीकी शर्तों 'प्रोटॉन' में अभी भी एक है बड़े अंतराल के उदाहरण के लिए, से अनुमापी ऊर्जा घनत्व का सवाल है तो केवल प्रोटॉन बैटरी 100Wh / एल, और 600Wh / एल के लिए लिथियम आयन बैटरी अप की वर्तमान अनुमापी ऊर्जा घनत्व, इसके अलावा में दक्षता चार्ज 'प्रोटॉन' भी छोटे सेल संदेह जाने के बारे में, एच 2 अंत में इलेक्ट्रोड से दूर है, और नहीं इलेक्ट्रोड में जमा हो जाती है, जो सामान्य रूप में Coulombic दक्षता 'प्रोटॉन' बैटरी अनिवार्य रूप से बहुत कम हो जाती है। 'प्रोटॉन' सेल चार्ज प्रक्रिया एच 2 की बड़ी मात्रा में उत्पादन करेगा अच्छा विचार है, व्यापक रूप से एच मौलिक स्रोतों, कम कीमत, लेकिन तकनीक के मौजूदा स्तर से देखने के लिए, 'प्रोटोन' बैटरी एक लंबा रास्ता सड़क से जाने के लिए, केवल सही मायने में इसके बाद के संस्करण की समस्याओं को हल की जरूरत है, 'प्रोटोन' बैटरी यह लिथियम आयन बैटरी की स्थिति को चुनौती देने के संभव नहीं होगा।
