Đột phá pin ion canxi có thể cạnh tranh với hệ thống pin ion lithium

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hồng Kông (HKUST) đã phát triển một loại pin ion canxi mới với chất điện phân trạng thái bán rắn làm từ các khung hữu cơ cộng hóa trị hoạt động redox (COFs). Thiết kế này giải quyết một thách thức lớn trong pin ion canxi—vận chuyển ion kém và chu kỳ không ổn định—bằng cách tạo ra các kênh thẳng hàng trong COFs giúp thúc đẩy sự di chuyển nhanh của ion canxi (Ca2+). Chất điện phân mới đạt được độ dẫn ion là 0,46 mS cm–1 và hệ số vận chuyển Ca2+ lớn hơn 0,53 ở nhiệt độ phòng. Pin được lắp ráp cho thấy dung lượng đặc hiệu có thể đảo ngược là 155,9 mAh g–1 ở dòng 0,15 A g–1 và giữ được hơn 74,6% dung lượng ở dòng 1 A g–1 sau 1.000 chu kỳ, cho thấy sự ổn định và hiệu suất được cải thiện gần đạt đến ứng dụng thực tiễn. Đột phá này có ý nghĩa quan trọng vì canxi là nguyên liệu dồi dào và rẻ hơn so với lithium, vốn đang gặp hạn chế về tài nguyên và khó khăn trong việc cải thiện mật độ năng lượng hơn nữa. Chất điện phân trạng thái bán rắn...