ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo
Lorg an luchd-rannsachaidh aig Saotharlann Nàiseanta Raunns Rifo Moore (LLNL) gum faodar comas a’ bhataraidh a leasachadh gu mòr fhad ‘s a thèid an eileamaid hydrogen a chur ri dealanan a’ bhataraidh lithium-ion, a leudaicheas an ùine obrachaidh agus a luathaicheas gnìomhachd tar-chuir. Is e seòrsa bataraidh ath-thagraidh a th’ anns a’ bhataraidh lithium-ion, agus tha an ian lithium air a ghluasad bhon bhataraidh chun an dealan-dealanach nuair a thèid an leigeil ma sgaoil, agus thèid ion lithium an electrod dearbhach a ghluasad air ais chun electrode àicheil aig àm cosgais. Is e seòrsa bataraidh ath-thagraidh a th’ anns a’ bhataraidh lithium-ion, agus tha an ian lithium air a ghluasad bhon bhataraidh chun an dealan-dealanach nuair a thèid an leigeil ma sgaoil, agus thèid ion lithium an electrod dearbhach a ghluasad air ais chun electrode àicheil aig àm cosgais.
Tha grunn phrìomh fheartan aig bataraidhean lithium-ion, bholtadh, agus dùmhlachd lùtha, tha coileanadh nam feartan sin air a dhearbhadh aig a’ cheann thall leis a ’mheasgachadh de ianan lithium agus stuthan electrode. Ann an structar an dealanan, faodaidh atharrachaidhean beaga ann an ceimigeachd agus cumaidhean buaidh mhòr a thoirt air mar a tha ions lithium air ceangal làidir a dhèanamh ris a’ cheangal làidir aca. Tro dheuchainnean agus àireamhachadh, lorg innleadairean rannsachaidh aig Livermore National Lab, ann am bataraidh lithium-ion, gu bheil an dealan foam graphene air a làimhseachadh le hydrogen a’ nochdadh comas nas àirde agus comas tar-chuir nas luaithe.
“Tha na co-dhùnaidhean sin a’ toirt seachad mion-sgrùdadh càileachd, a chuidicheas le bhith a ’dealbhadh electrodes àrd-chumhachd stèidhichte air stuth graphene," thuirt neach-saidheans stuth LLNL Morriswang. Tha e cuideachd mar aon de na h-ùghdaran air seo a chaidh fhoillseachadh anns an Natural Science Report (NatureScientificReports Journal). Stuthan Gallene ann an cleachdadh malairteach eileamaidean stòraidh lùtha, a ’toirt a-steach bataraidhean lithium-ion agus supercapacitors, a’ toirt buaidh mhòr air a chomas an stuth seo a thoirt gu buil le cosgais nas ìsle.
Bidh an dòigh synthesis ceimigeach a chleachdar gu cumanta mu dheireadh a ’fàgail àireamh mhòr de dadaman haidridean, a tha duilich a bhith a’ dearbhadh buaidh coileanadh electrochemical graphene. Tha deuchainnean anns an Livermore Lab luchd-rannsachaidh air faighinn a-mach gu bheil an eileamaid hydrogen a dh’aona ghnothach a’ leasachadh làimhseachadh teothachd bunaiteach graphene làn gràin, a dh’ fhaodas comas reata a leasachadh. Às deidh uireasbhaidhean an eileamaid hydrogen agus na h-uireasbhaidhean ann an graphene, tha am pore nas lugha air fhosgladh, a dh ’fhaodadh ions lithium a bhrosnachadh nas fhasa a dhol a-steach, agus mar sin a’ leasachadh ìre tar-chuir.
Faodar barrachd comas cuairteachaidh a thoirt seachad tro ian lithium ceangailte ris an oir ùr (as coltaiche cumail ris an eileamaid hydrogen). “Is e adhartas cudromach a th’ ann an leasachadh dèanadais an electrod, a dh’ fhaodadh barrachd thagraidhean san t-saoghal fhosgladh," thuirt an neach-rannsachaidh iar-dhotaireil aig Livermore Laboratory Materials Science agus ùghdar cudromach nam pàipearan rannsachaidh. Gus tagradh a dhèanamh airson cleachdadh lochdan hydrogenation agus hydrogenation ann an togalaichean stòraidh lithium-ion graphene, chuir an luchd-rannsachaidh an sàs ann an diofar shuidheachaidhean làimhseachaidh teas a bha fosgailte don eileamaid ceangail hydrogen, le fòcas air feartan electroceimiceach a nanofoam graphene 3D (GNF).
Air a dhèanamh suas de graphene lochtach. Bidh an luchd-rannsachaidh a’ cleachdadh foam nano grafait 3D leis gu bheil grunn thagraidhean comasach aige, a ’toirt a-steach stòradh hydrogen, catalysis, sìoladh, insulation, in-ghabhail lùtha, desal capacitance, supercapacitors agus bataraidhean lithium-ion, msaa. Chan urrainn feartan adhesive foam neo-adhesive foam graphene 3D a bhith nas iom-fhillte leis gu bheil an stuth cur-ris nas iom-fhillte, agus mar sin faodar a chleachdadh mar dheagh roghainn airson sgrùdadh uidheamachd.
“Fhuair sinn a-mach, às deidh làimhseachadh an eileamaid hydrogen, gu bheil adhartas mòr aig an electrod foam graphite olee. Leis a’ chothlamadh den deuchainn seo, cumaidh sinn sùil air na h-eadar-obrachaidhean seòlta agus an adhartas eadar uireasbhaidhean agus fuasglaidhean hydrogen. Mar fhreagairt air toraidhean cuid de dh’ atharrachaidhean beaga ann an ceimigeachd graphene agus morphology, tha e comasach buaidh iongantach a thoirt air coileanadh, “Tha ùghdar eile aig luchd-rannsachaidh LLNL den sgrùdadh seo cuideachd" Brandonwood.
A rèir an sgrùdaidh seo, faodar an làimhseachadh eileamaid hydrogen fo smachd seo a chleachdadh cuideachd ann an stuthan anod eile stèidhichte air graphene gus tar-chuir lithium-ion as fheàrr agus tagraidhean stòraidh ath-chuairteachail a choileanadh.