Thiết kế 'pin nước' mới đạt 220 chu kỳ mà không mất dung lượng

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Giao thông Tây An, do Giáo sư Gang He dẫn đầu, đã phát triển một loại pin dòng oxi hóa khử hữu cơ trong nước (AORFB) mới, sử dụng dẫn xuất naphthalene diimide (NDI) được biến đổi bằng zwitterion làm anolyte. Thiết kế điện giải mới này giải quyết những thách thức chính trong AORFB liên quan đến độ bền phân tử và chi phí. Các điện giải truyền thống dựa trên NDI thường bị phân hủy do sự tấn công của ion hydroxide và sự kết tụ do các gốc tự do, làm giảm tuổi thọ và hiệu suất pin. Bằng cách đưa vào các zwitterion tạo ra sự đẩy tĩnh điện giữa các phân tử NDI, nhóm nghiên cứu đã đạt được sự xếp chồng phân tử song song lệch nhau, tăng độ hòa tan (lên đến 1,49 M) và ổn định phân tử trong quá trình chuyển electron, ngăn ngừa sự phân hủy. Điện giải được biến đổi này, kết hợp với catholyte kali ferrocyanide, đã chứng minh khả năng chu kỳ ổn định trên 220 chu kỳ sạc-xả mà không mất đáng kể dung lượng ở nồng độ electron cao 2 M. Tổng chi phí điện giải ước tính là...