Các nhà nghiên cứu từ Viện Gốm sứ Thượng Hải thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã đề xuất một chất điện phân polymer dạng nước "nước trong ionogel" mới. Chất điện phân có điện áp hoạt động cao, hàm lượng nước cao và nồng độ muối thấp để hoạt động ở nhiệt độ thấp.
Xe điện và thiết bị điện tử linh hoạt đang trong kỷ nguyên phát triển mới và nhu cầu cấp thiết về một loại pin an toàn, năng lượng cao và bền vững có thể chịu va đập và uốn cong, thậm chí ngâm trong nước và hoạt động trong môi trường dưới 0 độ C mà vẫn bảo trì hiệu suất điện hóa.
Trong số các công nghệ lưu trữ năng lượng khác nhau, pin Na-ion có thể sạc lại bằng dung dịch nước với chất điện phân dạng nước không bắt lửa có những ưu điểm vốn có như an toàn, không độc hại và chi phí thấp, dẫn đến sự quan tâm lớn đối với các hệ thống lưu trữ năng lượng.
Do bị loại bỏ muối ở nhiệt độ thấp, điểm đóng băng cao và động học vận chuyển điện tích chậm ở lớp giao diện điện cực-điện cực, nên các chất điện phân "nước trong muối" truyền thống có nồng độ muối florua cao và các chất điện phân dạng nước đông đúc phân tử. trong một mạng polyetylen glycol (PEG) đông đúc với hiệu suất nhiệt độ thấp kém.
Trong nghiên cứu này, nước trong poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (PEGMA) và bisphenol A ethoxylated dimethacrylate (BEMA) được tạo thành từ poly(ethylene glycol) metyl ether methacrylate (PEG) đồng trùng hợp đã tạo thành các gel liên kết ngang , từ đó tạo ra chất điện phân rắn chống đông bằng cách thay đổi các liên kết hydro.
Ngoài ra, một chất phụ gia điện phân điển hình, fluoroetylen cacbonat, đã được đưa vào hệ thống PEGMA-BEMA để tạo liên kết OH...F, làm suy yếu mạng lưới liên kết H trong dung dịch nước, do đó hạ thấp điểm đóng băng và tạo ra chất điện phân rắn giao diện cho khuếch tán ion nhiệt độ thấp.
Các nhà nghiên cứu cho biết, pin đầy natri-ion dạng nước polymer bao gồm cực âm dựa trên mangan và cực dương carbon cứng có thể mang lại mật độ năng lượng cao.
Hơn nữa, loại pin polymer gốc nước thân thiện với môi trường này có thể được niêm phong tự do, khiến nó trở thành một loại pin siêu mỏng, nhẹ, hoạt động tốt trong các điều kiện khắc nghiệt như uốn cong, cắt, ngâm trong nước hoặc lửa.
Đây là nỗ lực đầu tiên để đạt được chất điện phân nước áp suất cao có thể hoạt động ở nhiệt độ thấp. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu sẽ làm việc để cải thiện cửa sổ điện áp và tính chất vận chuyển của nước trong chất điện phân ionogel để lưu trữ năng lượng bền vững, chi phí thấp, ngay cả ở nhiệt độ dưới 0 độ C hoặc trong nước.