Исследование проводилось в рамках постдокторского исследования Мартина под руководством Торреси и в рамках Тематического проекта. «Оптимизация физико-химических свойств наноструктурных материалов для применения в молекулярном распознавании, катализе и преобразовании / хранении энергии», для которого Торреси является основным исследователем. Оба проекта поддерживаются FAPESP.
«Термин«водно-солевые электролиты»относится к растворам образуя очень высокую концентрацию соли в очень небольшом количестве воды. Количество воды просто достаточно для растворения ионов для ускорения сольватации. Система не содержит свободной воды, в отличие от обычных растворов “, – сказал Торреси Agência FAPESP.
Это возможно, только если молекула соли, которая должна быть растворена, содержит большой анион и маленький катион, пояснил Торреси. Примером является LiTFSI, то есть бис (трифторметансульфонил) имид лития (CF 3 SO 2 NLiSO 2 CF 3 ), тогда как NaCl, то есть хлорид натрия или поваренная соль, бесполезен, так как имеет анион и катион схожих размеров.
“Поскольку в этом ультраконцентрированном растворе нет свободной воды, электролитическое расщепление воды в водород и кислород становится намного сложнее, поэтому электрохимическая стабильность раствора очень высока, несмотря на систему, содержащую воду», – сказал он.
В заключение, это инновационное технологическое предложение, основанное на высокой концентрации соли в воде, предлагает значительные преимущества по сравнению с обычной технологией, использующей соль, растворенную в органических соединениях. Тем не менее, технологическое использование водно-солевых электролитов также создает проблемы.
«Первое, что раствор содержит мало воды и обладает высокой гигроскопичностью: он имеет тенденцию поглощать влагу из воздуха, и это изменяет содержание воды. Во-вторых, ультраконцентрированные водные растворы обладают высокой коррозионной активностью», – сказал Торрези.
Склонность к поглощению окружающей влаги разделяется с органическими растворителями и является одной из причин, по которой необходимо экранировать обычные батареи, но коррозия является основной недостаток: органические растворители, используемые в настоящее время в литиевых батареях, в значительной степени не воздействуют на электроды, единственные металлические компоненты.
Однако, по словам Торрези, этот недостаток не следует переоценивать. «Коррозия была серьезной проблемой на протяжении десятилетий. Теперь мы знаем, как усовершенствовать токосъемники, и с некоторыми изменениями не составит труда решить проблему коррозии в будущей водной батарее», – сказал он.