Li peso atómico de 3, peso leve tornam muito adequadas como transportadores de bateria química, a densidade de energia pode ser grandemente melhorar a bateria, a densidade de energia em peso de iões de lítio corrente atingiu 250Wh / kg ou mais, e é Indo para o objetivo de 300Wh / kg, muitos fabricantes de baterias de energia já afirmaram que a potência específica de sua própria bateria atingiu mais de 300Wh / kg.
Se dermos uma breve olhada na tabela periódica dos elementos químicos, podemos ver que há um elemento mais leve acima do elemento Li-H. O elemento H é o mais leve na natureza e é o elemento mais comum no universo (não considerado isótopos H). H núcleos de apenas um dos núcleos de elementos exteriores de protões têm uma rotação electrónica à volta do núcleo, em que os átomos de H perder electrões, depois de ter-se uma carga positiva de um protão exposto, somente o peso do Li + 1/7, pode-se dizer que é um transportador quase perfeito para baterias químicas.
No entanto, há algumas aplicações da bateria de iões de hidrogénio -H elemento obstáculo insuperável é geralmente presente sob a forma de gás H2, ao contrário do elemento Li sob a forma de metal sólido, aumentando assim a dificuldade de elementos de armazenamento H (se são capazes de preparar Metal hidrogênio, eu tenho medo que toda a indústria de armazenamento de energia será subvertida Portanto, o atual transportador de H + comum para baterias químicas é principalmente células de combustível de hidrogênio, elementos H são armazenados na forma de H2 ou hidrogênio. . quando se utiliza H2 introduzido no ânodo poroso na célula de combustível, a perda de electrões em H +, O2 no ar para obter electrões no cátodo poroso, e o electrólito de H + para formar água. recentemente, Austrália Royal Melbourne Institute of Technology Shahin o material de armazenamento de hidrogénio Heidari combinado com uma célula de combustível, capaz de desenvolver um carregamento da bateria 'protão'. eléctrodo de carbono porosa feita de uma resina fenólica e politetrafluoroetileno capaz de 1wt% de H, e de novo para o processo de descarga Lançado 0,8% de H, mostrando alta capacidade de armazenamento de hidrogênio e reversibilidade.
bateria de protões é uma combinação de células de combustível e uma bateria de armazenamento das vantagens da bateria de armazenamento de energia híbrido, durante o carregamento, H2O é electrolisada a H e O, H, vai passar através de uma membrana de ácido perfluoro-sulf único de ligação com o material de armazenamento de hidrogénio , evitando assim H2. armazenado no processo de descarga H vai perder um electrão gerando H +, entra em solução (mostrado abaixo). conceito celular de protões foi proposto pela primeira vez por Andrews e Seif Mohanmmadi, de Ni, Co , La e Ce, como o material de liga de armazenamento de hidrogénio, e a necessidade de fornecer fonte de fluxo de água suficiente de H, é também conhecido como bateria 'protão fluxo'.
Cedo eficiência da bateria '' protões é baixa, quando o hidrogénio de metal absorvente capaz de armazenar carga de 0.6wt% H, mas no processo de descarga pode ser emitida única 0,01% em peso, principalmente porque o elemento de metal entre H resultando na força de ligação química é muito grande, que conduz a H não podem ser armazenado é libertado novamente. além disso, a presença de Ni átomos de catálise, resultando na carga do processo, além de H vai ser armazenado na liga, haverá uma porção considerável da H H2, levando a coulômbica eficiência da bateria é muito baixa, em adição à liga de armazenamento de hidrogénio preços elevados também limitar a sua promoção e aplicação. em 2002 Jurewicz et ai descobriram que a capacidade de armazenamento de hidrogénio electroquímica carvão activado (até 1.8wt%) , proporciona uma nova forma de pensar (abaixo para uma parte do material de carbono tem uma capacidade de armazenamento de hidrogénio de capacidade de armazenamento de hidrogénio) de solução de baterias '' protões com problemas.
Ao longo das ideias acima, Shahin Heidari de Andrews e Seif Mohanmmadi proposto design da célula melhorado 'protões', em vez de usar um hidrogénio eléctrodo de carbono poroso absorvente de liga, e para aumentar a solução de ácido forte na base do ácido perfluoro-sulf único como o protão no electrólito sólido condutor, melhora significativamente o desempenho do protão 'da bateria, a bateria está concebido como mostrado na FIG.
design da célula Shahin Heidari utilizados dois eléctrodo negativo de armazenamento de hidrogénio, em que o conteúdo de PTFE politetrafluoroetileno de 10% em peso e 30% em peso, respectivamente ,, as duas células 80mA curva de carga de corrente constante, como mostrado na FIG. 30% em peso de PTFE a carga da bateria começar a tensão de 0.95V, e depois de 1700 segundos atinge 1.85V, a tensão da célula inicial de 10% de PTFE foi 1.05V, e depois de 2000 segundos atinge 1.85V. ambas as células antes de a tensão atinge 1.85V, o eléctrodo negativo produzido H2 O fenômeno não é óbvio, mas a velocidade com que o anodo produz H2 após 1.85V aumenta muito, e nesse ponto também podemos observar muitas pequenas flutuações na curva de tensão, principalmente porque as bolhas de H2 começam a se formar na superfície do eletrodo ( quando as bolhas de H2 cobrir a superfície dos eléctrodos, a voltagem começa a subir, quando a H2 sair da bolha, a queda de tensão), a taxa final de geração de H2 O2 é conseguida cerca de duas vezes, indicando que ele não pode ser armazenada completamente em H eléctrodo poroso, a carga O processo também termina aqui.
Após o 'protão' acima descrito bateria completamente carregada, deixou-se repousar teste de descarga 30 minutos foi realizada a fim de ser capaz de apresentar o eléctrodo poroso H completamente lançado, Shahin Heidari um conteúdo de PTFE de 30% em peso e 10% em peso das duas células foram desenvolvidas Um sistema de descarga de corrente de passo (mostrado abaixo) foi usado para reduzir a polarização.Experimentos mostraram que o eletrodo contendo 10% PTFE tem o melhor desempenho, pode armazenar 1% em peso de H durante o carregamento, e pode ser liberado durante a descarga. 0,8%, mostrou boa reversibilidade.
A partir da descrição acima, podemos ver, o assim chamado "protões" é realmente uma bateria e de produtos de células de combustível materiais de armazenamento de hidrogénio ligados entre si, H, é gerado no processo de carregamento é armazenada no material de armazenamento de hidrogénio, O2 na atmosfera, o processo de descarga é completamente opera de acordo com o modo da célula a combustível. Embora este seja um projeto muito bom, mas nas actuais condições técnicas 'próton' a partir da bateria de iões de lítio no desempenho da bateria ainda um é grande intervalo, por exemplo, a partir da densidade de energia volumétrica está em causa, apenas cerca de bateria de protões 100Wh / L, e a densidade de energia volumétrica corrente da bateria de iões de lítio até 600Wh / L, além disso, a eficiência de carregamento 'protão' também deixar pequena dúvida célula, processo de carregamento irá produzir grandes quantidades de H2, H2, eventualmente, para longe do eléctrodo, e não armazenados no eléctrodo, o que leva à eficiência coulombica 'protão' bateria inevitavelmente muito baixo. em geral, a célula 'protão' boa ideia, amplamente H fontes elementares e de baixo preço, mas a vista do nível atual de tecnologia, 'prótons' baterias precisam percorrer um caminho longo caminho, a única realmente resolver os problemas acima, 'próton' Só é possível que as baterias desafiem o status das baterias de íons de lítio.
