Ar galima pratęsti ličio jonų baterijos veikimo laiką ir pridėti vandenilio elementą?

Автор: Iflowpower – Портативті электр станциясының жеткізушісі

Raunns Rifo Moore nacionalinės laboratorijos (LLNL) tyrėjai išsiaiškino, kad akumuliatoriaus talpa gali būti gerokai pagerinta, jei į ličio jonų akumuliatoriaus elektrodus bus pridėtas vandenilio elementas, kuris prailgins veikimo laiką ir pagreitins perdavimo operacijas. Ličio jonų akumuliatorius yra įkraunamo tipo akumuliatorius, o iškrovimo metu ličio jonai perkeliami iš akumuliatoriaus į teigiamą elektrodą, o įkrovimo metu teigiamo elektrodo ličio jonai perkeliami atgal į neigiamą elektrodą. Ličio jonų akumuliatorius yra įkraunamo tipo akumuliatorius, o iškrovimo metu ličio jonai perkeliami iš akumuliatoriaus į teigiamą elektrodą, o įkrovimo metu teigiamo elektrodo ličio jonai perkeliami atgal į neigiamą elektrodą.

Ličio jonų baterijos turi keletą pagrindinių charakteristikų, įtampą ir energijos tankį, o šių charakteristikų veikimą galiausiai lemia ličio jonų ir elektrodų medžiagų derinys. Elektrodo struktūroje subtilūs chemijos ir formų pokyčiai gali reikšmingai paveikti tai, kaip ličio jonai yra stipriai susieti su stipriu ryšiu. Atlikdami eksperimentus ir skaičiavimus, Livermore nacionalinės laboratorijos mokslininkai nustatė, kad ličio jonų akumuliatoriuje vandeniliu apdorotas grafeno putplasčio elektrodas pasižymi didesne talpa ir greitesniu perdavimo pajėgumu.

"Šios išvados pateikia kokybės analizę, kuri padeda sukurti didelės galios elektrodus, pagrįstus grafeno medžiaga", - sakė LLNL medžiagų mokslininkas Morriswangas. Jis taip pat yra vienas iš šio straipsnio, paskelbto Gamtos mokslų ataskaitoje (NatureScientificReports Journal), autorių. Galleno medžiagos, naudojamos komerciniam energijos kaupimo elementų naudojimui, įskaitant ličio jonų baterijas ir superkondensatorius, rimtai paveikiančios jos gebėjimą gaminti šią medžiagą mažesnėmis sąnaudomis.

Paprastai naudojamas cheminės sintezės metodas galiausiai paliks daug vandenilio atomų, todėl sunku nustatyti grafeno elektrocheminio veikimo poveikį. Livermore laboratorijos tyrėjai nustatė, kad vandenilio elementas sąmoningai pagerina grūdų turinčio grafeno apdorojimą bazine temperatūra, o tai iš tikrųjų gali pagerinti greitį. Po vandenilio elemento defektų ir grafeno defektų atsidaro mažesnės poros, todėl ličio jonai gali lengviau prasiskverbti ir taip pagerinti perdavimo greitį.

Daugiau cikliškumo gali būti tiekiamas per ličio joną, pritvirtintą prie naujo krašto (greičiausiai jis prilips prie vandenilio elemento). „Elektrodo našumo gerinimas yra svarbus laimėjimas, kuris gali atverti daugiau realaus pasaulio programų“, - sakė Livermore laboratorijos medžiagų mokslo doktorantas ir svarbus mokslinių darbų autorius. Siekdami taikyti hidrinimo ir hidrinimo defektų panaudojimą grafeno ličio jonų saugojimo savybėms, mokslininkai taikė skirtingas terminio apdorojimo sąlygas, kurias veikia rišantis vandenilio elementas, daugiausia dėmesio skirdami jo 3D grafeno nanoputų (GNF) elektrocheminėms savybėms.

Sudarytas iš defektuoto grafeno. Tyrėjai naudoja 3D grafito nano putas, nes ji gali būti naudojama įvairiai, įskaitant vandenilio kaupimą, katalizę, filtravimą, izoliaciją, energijos absorbciją, talpos pašalinimą, superkondensatorius ir ličio jonų baterijas ir kt. Grafeno 3D putplasčio nelipnių klijų charakteristikos negali būti sudėtingesnės, nes priedas yra sudėtingesnis, todėl gali būti naudojamas kaip idealus pasirinkimas mechanizmų tyrimams.

„Mes nustatėme, kad po vandenilio elemento apdorojimo grafito olee putplasčio elektrodas padarė didelę pažangą. Derindami šį eksperimentą, stebėsime subtilią sąveiką ir pažangą tarp defektų ir vandenilio tirpalų. Reaguojant į kai kurių nedidelių grafeno chemijos ir morfologijos pokyčių rezultatus, galima stebėtinai reikšmingus rezultatus, "LLNL mokslininkai taip pat turi kitą šio tyrimo autorių" Brandonwood.

Remiantis šiuo tyrimu, šis kontroliuojamas vandenilio elementų apdorojimas taip pat gali būti naudojamas kitose grafeno pagrindu pagamintose anodo medžiagose, kad būtų pasiektas optimizuotas ličio jonų perdavimas ir perdirbamas saugojimas.