Vai litija jonu akumulatora darbības laiku var pagarināt, pievienojot ūdeņraža elementu?

著者：Iflowpower – Dodávateľ prenosných elektrární

Raunns Rifo Moore Nacionālās laboratorijas (LLNL) pētnieki atklāja, ka akumulatora ietilpību var ievērojami uzlabot, ja litija jonu akumulatora elektrodiem pievieno ūdeņraža elementu, kas pagarinās darbības laiku un paātrinās pārraides darbības. Litija jonu akumulators ir uzlādējams akumulatora tips, un izlādes laikā litija jonu pārvieto no akumulatora uz pozitīvo elektrodu, un pozitīvā elektroda litija jonu lādēšanas laikā pārvieto atpakaļ uz negatīvo elektrodu. Litija jonu akumulators ir uzlādējams akumulatora tips, un izlādes laikā litija jonu pārvieto no akumulatora uz pozitīvo elektrodu, un pozitīvā elektroda litija jonu lādēšanas laikā pārvieto atpakaļ uz negatīvo elektrodu.

Litija jonu akumulatoriem ir vairāki galvenie raksturlielumi, spriegums un enerģijas blīvums, šo raksturlielumu veiktspēju galu galā nosaka litija jonu un elektrodu materiālu kombinācija. Elektroda struktūrā smalkas izmaiņas ķīmijā un formās var būtiski ietekmēt to, kā litija joni ir cieši saistīti ar to stipro saiti. Veicot eksperimentus un aprēķinus, Livermoras Nacionālās laboratorijas pētnieki atklāja, ka litija jonu akumulatorā ar ūdeņradi apstrādātajam grafēna putu elektrodam ir lielāka jauda un ātrāka pārraides jauda.

"Šie atklājumi nodrošina kvalitātes analīzi, kas palīdz izstrādāt lieljaudas elektrodus, kuru pamatā ir grafēna materiāls," sacīja LLNL materiālu zinātnieks Morisvangs. Viņš ir arī viens no tā autoriem, kas publicēts Dabas zinātņu ziņojumā (NatureScientificReports Journal). Galēna materiāli enerģijas uzkrāšanas elementu, tostarp litija jonu akumulatoru un superkondensatoru, komerciālā lietošanā, kas nopietni ietekmē tā spēju ražot šo materiālu ar zemākām izmaksām.

Parasti izmantotā ķīmiskās sintēzes metode beidzot atstās lielu skaitu ūdeņraža atomu, un tāpēc ir grūti noteikt grafēna elektroķīmiskās veiktspējas ietekmi. Eksperimenti Livermore Lab pētnieki ir atklājuši, ka ūdeņraža elements apzināti uzlabo graudu bagāta grafēna bāzes temperatūras apstrādi, kas faktiski var uzlabot ātruma jaudu. Pēc ūdeņraža elementa defektiem un grafēna defektiem tiek atvērta mazākā pora, kas var veicināt litija jonu vieglāku iekļūšanu, tādējādi uzlabojot pārraides ātrumu.

Cikliskāku jaudu var nodrošināt, izmantojot litija jonu, kas pievienots jaunajai malai (visticamāk, tas pieķersies ūdeņraža elementam). "Elektroda veiktspējas uzlabošana ir nozīmīgs sasniegums, kas var atvērt vairāk reālās pasaules lietojumu," sacīja Livermoras laboratorijas materiālu zinātnes pēcdoktorantūras pētnieks un nozīmīgais pētījumu autors. Lai pieteiktos hidrogenēšanas un hidrogenēšanas defektu izmantošanai grafēna litija jonu uzglabāšanas īpašībās, pētnieki izmantoja dažādus termiskās apstrādes apstākļus, ko pakļauj saistošais ūdeņraža elements, koncentrējoties uz tā 3D grafēna nanoputu (GNF) elektroķīmiskajām īpašībām.

Sastāv no bojāta grafēna. Pētnieki izmanto 3D grafīta nanoputas, jo tām ir dažādi potenciālie pielietojumi, tostarp ūdeņraža uzglabāšana, katalīze, filtrēšana, izolācija, enerģijas absorbcija, kapacitātes atdalīšana, superkondensatori un litija jonu akumulatori utt. Grafēna 3D putu nelīmējošās līmes īpašības nevar būt sarežģītākas, jo piedeva ir sarežģītāka, un tādējādi to var izmantot kā ideālu izvēli mehānismu izpētei.

"Mēs atklājām, ka pēc ūdeņraža elementa apstrādes grafīta olee putu elektrodam ir ievērojams progress. Izmantojot šo eksperimentu, mēs izsekosim smalkajai mijiedarbībai un progresam starp defektiem un ūdeņraža risinājumiem. Reaģējot uz dažu nelielu grafēna ķīmijas un morfoloģijas izmaiņu rezultātiem, ir iespējams radīt pārsteidzoši nozīmīgus rezultātus veiktspējā, "LLNL pētniekiem ir arī cits šī pētījuma autors" Brandonwood.

Saskaņā ar šo pētījumu šo kontrolēto ūdeņraža elementu apstrādi var izmantot arī citos grafēna anoda materiālos, lai panāktu optimizētu litija jonu pārraidi un pārstrādājamus uzglabāšanas lietojumus.