Hochkonzentrierte wässrige Elektrolyte könnten in Batterien verwendete Lösungsmittel ersetzen

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Hochkonzentrierte wässrige Elektrolyte, so genannte Wasser-in-Salz-Elektrolyte, könnten eine Alternative zu den in Autobatterien und anderen elektrochemischen Geräten verwendeten organischen Lösungsmitteln sein.

Sie haben die Vorteile des Überflusses, der niedrigen Kosten und der Ungiftigkeit, so der Übersichtsartikel “Wasser-in-Salz-Elektrolyte für wässrige elektrochemische Hochspannungs-Energiespeicher”, veröffentlicht in der Zeitschrift Current Opinion in Electrochemistry von Vitor Leite Martins und Roberto Manuel Torresi, die beide dem Chemischen Institut der Universität São Paulo (IQ-USP) in Brasilien angegliedert sind.Die Studie wurde im Rahmen von Martins’ von Torresi betreutem Postdoc-Forschungsprojekt und im Rahmen des Thematischen Projekts “Optimierung der physikalisch-chemischen Eigenschaften von nanostrukturierten Materialien für Anwendungen in der molekularen Erkennung, Katalyse und Energieumwandlung/-speicherung” durchgeführt, für das Torresi Hauptforscher ist.

Beide Projekte werden von FAPESP unterstützt.”Der Begriff ‘Wasser-in-Salz-Elektrolyte’ bezieht sich auf Lösungen, die eine sehr hohe Salzkonzentration in einer sehr kleinen Menge Wasser darstellen.

Die Wassermenge reicht gerade aus, um die Ionen zur Förderung der Solvatisierung aufzulösen.

Das System enthält im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen kein freies Wasser”, sagte Torresi gegenüber Agência FAPESP.Dies ist nur möglich, wenn das zu lösende Salzmolekül aus einem großen Anion und einem kleinen Kation besteht, erklärte Torresi.

Ein Beispiel dafür ist LiTFSI, d.h.

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Lithium-Bis(trifluormethansulfonyl)imid (CF3SO2NLiSO2CF3), während NaCI, d.h.

Natriumchlorid oder Kochsalz, nicht von Nutzen ist, da es ein Anion und Kation ähnlicher Größe besitzt.”Da es in dieser ultrakonzentrierten Lösung kein freies Wasser gibt, wird die elektrolytische Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff weitaus schwieriger, so dass die elektrochemische Stabilität der Lösung trotz des wasserhaltigen Systems sehr hoch ist”, sagte er.

Zusammenfassend bietet dieser innovative technologische Vorschlag, der auf einer hohen Salzkonzentration im Wasser basiert….

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