D&39;Uewerfläch-mediéiert Batterie kann den elektresche Gefier Opluedzäit nëmmen e puer Minutten maachen

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Zentral elektriko eramangarrien hornitzailea

Vergläicht Superkondensatoren a Batterien, wéi an der Uewerfläch-vermittelter Batterie gewisen, déi dräi verschidden Elektrodendiccken huet, souwuel héich Kraaftdensitéiten wéi och héich Energiedicht. Quell: Wou ass d&39;American Chemistry Society, et ass wéi en Duerchbroch an enger Batterietechnologie, awer et ass keng Batterie. D&39;Kapitaliséierung vu Nanotekinstruments, Inc.

a seng Filialen, Angstronmaterials, Inc. vun Ohton, entwéckelt New Spezifizéierung, benotzt Energie Stockage Equipement ze Design, jee no der rapid Navette vun enger grousser Zuel vu Lithium Ionen an der Elektrode, dëser Elektrode huet eng grouss graphene Uewerfläch. Dësen Energiespeichergerät ka ganz nëtzlech sinn fir elektresch Gefierer, wat d&39;Opluedzäit reduzéiere kann, vu manner wéi enger Minutt vu Stonnen verkierzt.

Aner Uwendungen kënnen erneierbar Energielagerung (zB Solar- a Wandenergie) a Smart Gitter enthalen. D&39;Fuerscher soten datt dësen neien Apparat eng Lithium-Ionenaustauschbatterie fir d&39;Graphen-Uewerflächenfunktioun ass, oder méi einfach, Uewerfläch-mediéiert Batterie (SMCS: Surface-Mediatedcells). Och wann aktuell Ausrüstung onopgemaach Materialien a Strukturen benotzt, kënne se scho Lithium-Ion-Batterien a Superkondensatoren iwwerschreiden.

Dësen neien Apparat kann 100 Kilowatt pro Kilowatt Batterie liwweren, 100 Mol méi héich wéi kommerziell Lithium-Ion Batterien, 10 Mol méi héich wéi Supercapacitor. Wat méi héich d&39;Kraaftdicht ass, dest méi séier d&39;Energietransfergeschwindegkeet (kann zu enger méi séierer Opluedgeschwindegkeet resultéieren). Zousätzlech kann dës nei Batterie d&39;Energiedicht vun 160 Watt pro Kilogramm Batterie späicheren, wat mat der kommerzialiséierter Lithium-Ion Batterie vergläichbar ass, 30 Mol méi héich wéi den traditionelle Supercapacitor.

Wat méi grouss d&39;Energiedicht ass, wat méi Energie ka gespäichert ginn, wat méi Energie gespäichert gëtt (mat enger méi laanger Fuerkilometer vun elektresche Gefierer). Wann et datselwecht Ausrüstungsgewiicht ass, kënnen déi aktuell Surface-mediated Batterie a Lithium-Ion Batterien fir elektresch Gefierer benotzt ginn, an de Grënner vum Nano Instrument an Angerstron Materials Company Joint Grënner Jiang Bauz (Borz.jang) Et gëtt gesot datt eis Surface-mediated Batterie ähnlech wéi déi aktuell Lithium-Ion Batterie ass, kann d&39;Energiedichte weider erhéijen, sou datt et och kann verbesseren.

Wéi och ëmmer, am Prinzip kënnen Uewerfläch-vermittelte Batterien an e puer Minutten gelueden ginn (vläicht net manner wéi eng Minutt), anstatt Stonnen, grad wéi d&39;Lithium-Ion Batterie, déi an elektresche Gefierer benotzt gëtt. Jiang Bauldz a säi Partner an Nanotechnology Instrument Co., Ltd.

an Angersmia Material Company hunn dës Etude publizéiert, déi d&39;Etude vun der nächster Generatioun Energie Stockage Equipement ass, publizéiert am leschte "Nano Express" (Nanoletters). Béid Firme si spezialiséiert an der Kommerzialiséierung vun Nanomaterialien, Angerstrong ass de weltgréisste Nano-Granit (NGPS: Nanographeneplatelets) Hiersteller. Just wéi d&39;Fuerscher an hirer Fuerschung erklären, ginn et hir eege Stäerkten a Schwächten an der Energielagerung, Batterien an Superkondensatoren.

Och wann d&39;Energiedicht vu Lithium-Ion-Batterien (120-150 Watt / kg) vill méi héich ass wéi de Supercapacitor (5 Watt / kg), huet dës Batterie eng niddereg Kraaftdicht (1 kW / kg Batterie), Vergläicht 10 kW / kg Batterie). Vill Fuerschungsteams hunn Efforte gemaach fir d&39;Muechtdicht vun der Lithium-Ion Batterie ze addéieren, d&39;Energiedichte vum Supercapacitor ze verbesseren, awer dës zwee Beräicher hunn nach ëmmer grouss Erausfuerderungen. Well en neie Kader geliwwert gëtt, kann et fir Energiespeichergeräter benotzt ginn, sou datt dës Uewerfläch-mediéiert Batterie d&39;Fuerscher erlaabt dës Erausfuerderungen ze ëmgoen.

Entwéckelt dësen neien Energiespeichergerät, de Spalt tëscht der Leeschtung vun der Lithium-Ionbatterie an der Supercapacitor verklengert, an de Jiang Bauz sot. Méi wichteg ass dëse grondleeënd neie Kader fir d&39;Fabrikatioun vun Energiespeichergeräter, wat d&39;Fuerscher et erméiglecht eng héich Energiedicht, awer och eng héich Kraaftdicht ze erreechen, ouni ee fir deen aneren opzeginn. D&39;Uewerfläch-mediated Batterie Elektrode huet eng grouss Uewerfläch, sou datt déi grouss Quantitéit vun Ionen séier Navette, bréngt séier Opluedstatiounen Zäit.

Quell: De Schlëssel fir d&39;Uewerfläch-vermittelt Batterie Leeschtung vun der amerikanescher Chimie, ass d&39;Kathode an d&39;Anode enthalen ganz grouss graphene Uewerfläch. Bei der Fabrikatioun vun Batterien setzen d&39;Fuerscher Lithiummetall (a Form vu Partikelen oder Metallfolie) an der Anode. Am éischten Entladungszyklus gëtt Lithium ioniséiert, d&39;Zuel vun de Lithium-Ionen méi bruecht wéi an der Lithium-Ion-Batterie.

Wann d&39;Batterie benotzt gëtt, migréieren dës Ionen an d&39;Kathode duerch de flëssege Elektrolyt, an d&39;Pore vun der Kathode fir eng grouss Graphen-Uewerfläch an der Kathode z&39;erreechen. Wärend dem Ladeprozess migréiert eng grouss Quantitéit vu Lithium-Ionflux séier vun der Kathode an d&39;Anode. Ganz grouss Elektroden Uewerfläch, sou datt eng grouss Quantitéit vun Ionen séier Shuttle, héich Muecht an Energie Dicht.

D&39;Fuerscher hunn erkläert datt d&39;Uewerfläch vun der poröser Elektrode (anstatt an der Blockelektrode, wéi d&39;Batterie an der Batterie), net Zäitopwendeg Insertiounsprozess verbraucht. Wärend dësem Prozess musse Lithiumionen tëscht den Elektroden agebaut ginn, wat eng wichteg Batterie Opluedzäit ausmécht. An dëser Etude, obwuel d&39;Fuerscher eng grouss Zuel vun verschidden Zorte vu graphite benotzt, verschidden Zorte vu graphene (oxydéiert, reduzéiert Single-Layer a Multi-Layer graphene) preparéiert, mä dës Materialien an Konfiguratiounen goufen weider analyséiert Dësen Apparat ze optimiséieren.

Engersäits plangen d&39;Fuerscher d&39;Zyklusliewen vun dëser Batterie weider ze studéieren. Bis elo fanne se datt dës Apparater 95% Kapazitéit no 1000 Zyklen behalen kënnen, och no 2000 Zyklen gëtt et nach ëmmer keng Indikatioun fir Dendrit. Fuerscher plangen och ze diskutéieren, verschidde Lithiumspäichermechanismus relativ zu der Ausrüstungsleistung.

Mir schätzen datt d&39;Kommerzialiséierung vun der Uewerfläch-mediéierter Batterietechnologie keng grouss Hindernisser wäert hunn, an de Jiang Bauz sot. Och wann den aktuellen Graphen an engem héije Präis verkaaft gëtt, erweidert d&39;Angerstron Materials Company d&39;Produktiounsstäerkt vu Graphen aktiv. Et gëtt erwaart datt an den nächsten 1-3 Joer d&39;Produktiounskäschte vum Grafit wesentlech reduzéiert ginn.