Устөрөгчийн элемент нэмэхийн тулд литийн ион батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгаж болох уу?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Lieferant von tragbaren Kraftwerken

Рауннс Рифо Мурын үндэсний лабораторийн (LLNL) судлаачид литийн ион батерейны электродуудад устөрөгчийн элемент нэмбэл батерейны хүчин чадал ихээхэн сайжирч, ажиллах хугацааг уртасгаж, дамжуулах ажиллагааг хурдасгах боломжтой болохыг тогтоожээ. Лити ион батерей нь цэнэглэдэг батерейны төрөл бөгөөд цэнэгийн үед литийн ион нь батерейгаас эерэг электрод руу шилждэг бөгөөд цэнэглэх явцад эерэг электродын лити ион нь сөрөг электрод руу буцаж шилждэг. Лити ион батерей нь цэнэглэдэг батерейны төрөл бөгөөд цэнэгийн үед литийн ион нь батерейгаас эерэг электрод руу шилждэг бөгөөд цэнэглэх явцад эерэг электродын лити ион нь сөрөг электрод руу буцаж шилждэг.

Лити ион батерейнууд нь хэд хэдэн үндсэн шинж чанар, хүчдэл, эрчим хүчний нягтралтай байдаг бөгөөд эдгээр шинж чанаруудын гүйцэтгэл нь литийн ион ба электродын материалын хослолоор тодорхойлогддог. Электродын бүтцэд хими болон хэлбэрийн нарийн өөрчлөлтүүд нь литийн ионууд хоорондоо хүчтэй холбогдож байгаад ихээхэн нөлөөлдөг. Туршилт, тооцооллын үр дүнд Ливерморын үндэсний лабораторийн зохион бүтээгчид литийн ион батерейнд устөрөгчөөр боловсруулсан графен хөөс электрод нь илүү өндөр хүчин чадалтай, илүү хурдан дамжуулах чадвартай болохыг олж мэдэв.

LLNL-ийн материал судлаач Моррисванг "Эдгээр олдворууд нь графен материал дээр суурилсан өндөр хүчин чадалтай электродуудыг зохион бүтээхэд тусалдаг чанарын шинжилгээг өгдөг" гэж хэлэв. Тэрээр мөн байгалийн шинжлэх ухааны тайланд (NatureScientificReports Journal) нийтлэгдсэн энэхүү бүтээлийн зохиогчдын нэг юм. Лити-ион батерей, суперконденсатор зэрэг эрчим хүч хадгалах элементүүдийг арилжааны зориулалтаар ашиглахад галлены материалууд нь энэ материалыг хямд үнээр үйлдвэрлэх чадварт ноцтой нөлөөлдөг.

Түгээмэл хэрэглэгддэг химийн синтезийн арга нь эцэст нь олон тооны устөрөгчийн атомыг үлдээх бөгөөд энэ нь графений цахилгаан химийн гүйцэтгэлийн үр нөлөөг тодорхойлоход хэцүү байдаг. Ливерморын лабораторийн судлаачид туршилтаар устөрөгчийн элемент нь үр тариагаар баялаг графены суурь температурын боловсруулалтыг зориудаар сайжруулдаг бөгөөд энэ нь хурдны хүчин чадлыг бодитоор сайжруулж чаддаг болохыг тогтоожээ. Устөрөгчийн элементийн согог болон графений согогийн дараа жижиг нүх сүв нээгдэж, литийн ионууд амархан нэвтэрч, улмаар дамжуулах хурд сайжирна.

Илүү их мөчлөгийн хүчин чадлыг шинэ ирмэг дээр холбосон литийн ионоор (устөрөгчийн элементэд наалддаг хамгийн их магадлалтай) нийлүүлж болно. Ливерморын лабораторийн материал судлалын докторын дараах судлаач, судалгааны нийтлэлийн чухал зохиогч хэлэхдээ "Электродын гүйцэтгэлийн сайжруулалт нь илүү бодит хэрэглээг нээх чухал нээлт юм" гэж хэлэв. Графены литийн ионы хадгалалтын шинж чанарт устөрөгчжүүлэлт, устөрөгчжүүлэлтийн согогийг ашиглах хүсэлт гаргахын тулд судлаачид 3D графен нанохөөсний (GNF) цахилгаан химийн шинж чанарт анхаарлаа хандуулж, холбогч устөрөгчийн элементийн нөлөөнд өртсөн янз бүрийн дулааны боловсруулалтын нөхцлийг ашигласан.

Гэмтэлтэй графенаас бүрддэг. Судлаачид 3D графит нано хөөсийг устөрөгчийн хуримтлал, катализ, шүүх, тусгаарлагч, энерги шингээх, багтаамжийг багасгах, суперконденсатор, лити-ион батерей гэх мэт олон төрлийн боломжит хэрэглээтэй тул ашигладаг. Графен 3D хөөс наалдамхай цавууны шинж чанар нь илүү төвөгтэй байж болохгүй, учир нь нэмэлт нь илүү төвөгтэй тул механизмын судалгаанд хамгийн тохиромжтой сонголт болгон ашиглаж болно.

"Устөрөгчийн элементийг боловсруулсны дараа графит олее хөөсөн электрод ихээхэн ахиц дэвшил гарсныг бид олж мэдсэн. Энэхүү туршилтыг хослуулснаар бид согог ба устөрөгчийн уусмалын хоорондох нарийн харилцан үйлчлэл, ахиц дэвшлийг хянах болно. Графены хими, морфологийн зарим жижиг өөрчлөлтүүдийн үр дүнд хариу үйлдэл үзүүлэхэд гайхалтай нөлөө үзүүлэх боломжтой гэж "LLNL-ийн судлаачид мөн энэ судалгааны өөр нэг зохиогчтой" Брэндонвуд.

Энэхүү судалгаагаар устөрөгчийн элементийн хяналттай энэхүү боловсруулалтыг литийн ионы дамжуулалтыг оновчтой болгож, дахин ашиглах боломжтой хадгалах хэрэглээнд хүрэхийн тулд бусад графен дээр суурилсан анод материалд ашиглаж болно.