Μπορεί η διάρκεια ζωής της μπαταρίας ιόντων λιθίου να επεκταθεί για να προστεθεί στοιχείο υδρογόνου;

Mwandishi:Iflowpower- Leverandør av bærbar kraftstasjon

Οι ερευνητές του Εθνικού Εργαστηρίου Raunns Rifo Moore (LLNL) διαπίστωσαν ότι η χωρητικότητα της μπαταρίας μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά εφόσον προστεθεί το στοιχείο υδρογόνου στα ηλεκτρόδια της μπαταρίας ιόντων λιθίου, κάτι που θα παρατείνει το χρόνο λειτουργίας και θα επιταχύνει τις λειτουργίες μετάδοσης. Η μπαταρία ιόντων λιθίου είναι ένας τύπος επαναφορτιζόμενης μπαταρίας και το ιόν λιθίου μετακινείται από την μπαταρία στο θετικό ηλεκτρόδιο κατά τη διάρκεια της εκφόρτισης και το ιόν λιθίου του θετικού ηλεκτροδίου μετακινείται πίσω στο αρνητικό ηλεκτρόδιο κατά τη διάρκεια της φόρτισης. Η μπαταρία ιόντων λιθίου είναι ένας τύπος επαναφορτιζόμενης μπαταρίας και το ιόν λιθίου μετακινείται από την μπαταρία στο θετικό ηλεκτρόδιο κατά τη διάρκεια της εκφόρτισης και το ιόν λιθίου του θετικού ηλεκτροδίου μετακινείται πίσω στο αρνητικό ηλεκτρόδιο κατά τη διάρκεια της φόρτισης.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν πολλά βασικά χαρακτηριστικά, τάση και πυκνότητα ενέργειας, η απόδοση αυτών των χαρακτηριστικών καθορίζεται τελικά από τον συνδυασμό ιόντων λιθίου και υλικών ηλεκτροδίων. Στη δομή του ηλεκτροδίου, ανεπαίσθητες αλλαγές στη χημεία και τα σχήματα μπορεί να επηρεάσουν σημαντικά τον τρόπο με τον οποίο τα ιόντα λιθίου έχουν συνδεθεί ισχυρά με τον ισχυρό δεσμό τους. Μέσα από πειράματα και υπολογισμούς, ερευνητές του Εθνικού Εργαστηρίου Livermore ανακάλυψαν ότι σε μια μπαταρία ιόντων λιθίου, το ηλεκτρόδιο αφρού γραφενίου που έχει υποστεί επεξεργασία με υδρογόνο παρουσιάζει μεγαλύτερη χωρητικότητα και ταχύτερη ικανότητα μετάδοσης.

"Αυτά τα ευρήματα παρέχουν ποιοτική ανάλυση, η οποία βοηθά στο σχεδιασμό ηλεκτροδίων υψηλής ισχύος με βάση το υλικό γραφενίου", δήλωσε ο επιστήμονας υλικού LLNL Morriswang. Είναι επίσης ένας από τους συγγραφείς αυτού που δημοσιεύτηκε στο Natural Science Report (NatureScientificReports Journal). Τα υλικά Gallene στην εμπορική εφαρμογή στοιχείων αποθήκευσης ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των μπαταριών ιόντων λιθίου και των υπερπυκνωτών, επηρεάζουν σοβαρά την ικανότητά του να παράγει αυτό το υλικό με χαμηλότερο κόστος.

Η συνήθως χρησιμοποιούμενη μέθοδος χημικής σύνθεσης θα αφήσει τελικά έναν μεγάλο αριθμό ατόμων υδρογόνου, κάτι που είναι δύσκολο να προσδιοριστούν τα αποτελέσματα της ηλεκτροχημικής απόδοσης του γραφενίου. Πειράματα στο Livermore Lab, οι ερευνητές βρήκαν ότι το στοιχείο υδρογόνου βελτιώνει σκόπιμα την επεξεργασία της βασικής θερμοκρασίας του πλούσιου σε κόκκους γραφενίου, το οποίο μπορεί πραγματικά να βελτιώσει την ικανότητα ταχύτητας. Μετά τα ελαττώματα του στοιχείου υδρογόνου και τα ελαττώματα στο γραφένιο, ανοίγει ο μικρότερος πόρος, ο οποίος μπορεί να διευκολύνει τη διείσδυση των ιόντων λιθίου, βελτιώνοντας έτσι τον ρυθμό μετάδοσης.

Περισσότερη κυκλική χωρητικότητα μπορεί να παρέχεται μέσω ενός ιόντος λιθίου που είναι προσαρτημένο στη νέα άκρη (το πιο πιθανό να προσκολλάται στο στοιχείο υδρογόνου). «Η βελτίωση της απόδοσης του ηλεκτροδίου είναι μια σημαντική ανακάλυψη, η οποία μπορεί να ανοίξει περισσότερες εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο», δήλωσε ο μεταδιδακτορικός ερευνητής του Livermore Laboratory Materials Science και ο σημαντικός συγγραφέας των ερευνητικών εργασιών. Προκειμένου να εφαρμόσουν τη χρήση ελαττωμάτων υδρογόνωσης και υδρογόνωσης στις ιδιότητες αποθήκευσης ιόντων λιθίου του γραφενίου, οι ερευνητές εφάρμοσαν διαφορετικές συνθήκες θερμικής επεξεργασίας που εκτέθηκαν από το δεσμευτικό στοιχείο υδρογόνου, εστιάζοντας στις ηλεκτροχημικές ιδιότητες του τρισδιάστατου νανοαφρού γραφενίου (GNF).

Αποτελείται από ελαττωματικό γραφένιο. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν τρισδιάστατο νανοαφρό γραφίτη επειδή έχει μια ποικιλία πιθανών εφαρμογών, όπως αποθήκευση υδρογόνου, κατάλυση, διήθηση, μόνωση, απορρόφηση ενέργειας, αφαίρεση χωρητικότητας, υπερπυκνωτές και μπαταρίες ιόντων λιθίου κ.λπ. Τα χαρακτηριστικά της μη συγκολλητικής κόλλας αφρού γραφενίου 3D δεν μπορούν να είναι πιο περίπλοκα επειδή το πρόσθετο είναι πιο περίπλοκο και επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ιδανική επιλογή για έρευνα μηχανισμών.

«Διαπιστώσαμε ότι μετά την επεξεργασία του στοιχείου υδρογόνου, το ηλεκτρόδιο αφρού γραφίτη olee έχει σημαντική πρόοδο. Комбинацијом овог експеримента пратићемо суптилне интеракције и напредак између дефеката и раствора водоника. Као одговор на резултате неких малих промена у хемији и морфологији графена, могуће је донети изненађујуће значајне ефекте у перформансама, "Истраживачи ЛЛНЛ-а такође имају још једног аутора ове студије" Брандонвуда.

Према овој студији, овај контролисани третман водоничним елементом се такође може користити у другим анодним материјалима на бази графена да би се постигао оптимизован пренос литијум јона и апликације за складиштење које се могу рециклирати.