De inspanningen van chemici van de Utah State University om alternatieve oplossingen voor batterijtechnologie te ontwikkelen vorderen en recente bevindingen worden belicht in een gerenommeerd, internationaal chemietijdschrift.

Tianbiao Liu, assistent-professor bij de afdeling Scheikunde en Biochemie van de USU, en zijn team rapporteerden een nieuw moleculair ontwerp voor waterige organische redoxflow-batterijen, bekend als AORFB's, in de 2 januari, 2018, probleem van Angewandte Chemie , waarin hun papier wordt geëerd als een omslagfunctie.

Naast Liu, de auteurs van het artikel zijn USU-postdoctoraal onderzoeker Jian Luo en doctoraatsstudenten Bo Hu en Camden DeBruler.

"Organische redoxflow-batterijen veelbelovend voor grootschalige opslag van hernieuwbare energie, aangezien redox-actieve organische moleculen synthetisch afstembaar zijn, duurzaam en goedkoop, " zegt Liu. "We denken dat ze een geweldig alternatief zijn voor bestaande technologieën om te voldoen aan de groeiende vraag naar batterijopslag van milieuvriendelijke, hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie."

Dergelijke hernieuwbare energiebronnen vormen uitdagingen bij het gebruik, hij zegt, vanwege hun tijdelijke beschikbaarheid, onstabiel, zware fiets- en netenergiebehoeften. Deze bronnen vereisen veelvuldig wisselen en ontladen, evenals onregelmatig, volledig opladen van een robuuste batterij.

In hun krant teamleden beschrijven het gebruik van synthetische chemie om een ​​molecuul te ontwerpen, met een pi-elektronenconjugatie-eenheid, als een roman, twee-elektron opslaganolyt voor neutrale totale organische AORFB's.

"De structuur met twee elektronen is een uniek kenmerk van dit ontwerp, " zegt Liu. "Het maakt het totale gebruik van organische materialen mogelijk op basis van overvloedig beschikbare elementen, zoals stikstof en waterstof.

De gedemonstreerde batterij van de chemici leverde een hoge spanning van 1,44 volt in een waterige elektrolyt, samen met indrukwekkende energie-efficiëntie en capaciteitsbehoud.

"Het ontwerp is zeer robuust en zeer stabiel, "zegt Liu.

Het observeren van een lange traditie van Angewandte Chemie , Liu droeg het papier op aan de mentor van zijn meester, Professor Mei Wang van de Chinese Dalian University of Technology, ter gelegenheid van haar 62 ^nd verjaardag.

"Dr. Wang is een van de leiders op het gebied van hernieuwbare energiechemie en was een inspiratie voor mij, " hij zegt.

Het onderzoek van het team wordt ondersteund door USU en een Utah Science Technology Research (USTAR) Initiative University Technology Acceleration Grant (UTAG). Hu krijgt steun van een prijs voor zelffinancierende studenten die in het buitenland studeren van de Chinese Scholarship Council en een Utah Energy Triangle Student Award van het Office of Energy van de staat Utah. DeBruler is een USU Presidential Doctoral Research Fellowship-ontvanger.