Ali je mogoče podaljšati življenjsko dobo litij-ionske baterije z dodatkom vodikovega elementa?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Furnizuesi portativ i stacionit të energjisë elektrike

Raziskovalci nacionalnega laboratorija Raunns Rifo Moore (LLNL) so ugotovili, da je mogoče zmogljivost baterije močno izboljšati, če elektrodam litij-ionske baterije dodamo vodikov element, kar bo podaljšalo čas delovanja in pospešilo prenos. Litij-ionska baterija je tip baterije, ki jo je mogoče polniti, in litij-ion se med praznjenjem premakne iz baterije na pozitivno elektrodo, litij-ion s pozitivne elektrode pa se med polnjenjem premakne nazaj na negativno elektrodo. Litij-ionska baterija je tip baterije, ki jo je mogoče polniti, in litij-ion se med praznjenjem premakne iz baterije na pozitivno elektrodo, litij-ion s pozitivne elektrode pa se med polnjenjem premakne nazaj na negativno elektrodo.

Litij-ionske baterije imajo več ključnih značilnosti, napetost in energijsko gostoto, učinkovitost teh lastnosti pa na koncu določa kombinacija litijevih ionov in materialov elektrod. V strukturi elektrode lahko subtilne spremembe v kemiji in oblikah pomembno vplivajo na to, kako so litijevi ioni močno vezani na svojo močno vez. S poskusi in izračuni so raziskovalci nacionalnega laboratorija Livermore ugotovili, da ima v litij-ionski bateriji elektroda iz grafenske pene, obdelana z vodikom, večjo zmogljivost in hitrejšo prenosno zmogljivost.

"Te ugotovitve zagotavljajo analizo kakovosti, ki pomaga oblikovati elektrode z visoko močjo, ki temeljijo na grafenskem materialu," je dejal znanstvenik za materiale LLNL Morriswang. Je tudi eden od avtorjev tega, objavljenega v Natural Science Report (NatureScientificReports Journal). Gallene materiali v komercialni uporabi elementov za shranjevanje energije, vključno z litij-ionskimi baterijami in superkondenzatorji, kar resno vpliva na njegovo sposobnost proizvodnje tega materiala z nižjimi stroški.

Običajno uporabljena metoda kemične sinteze bo končno pustila veliko število vodikovih atomov, kar je težko določiti učinke elektrokemične učinkovitosti grafena. Poskusi v laboratoriju Livermore Lab so raziskovalci ugotovili, da vodikov element namerno izboljša obdelavo z osnovno temperaturo grafena, bogatega z zrni, kar lahko dejansko izboljša zmogljivost hitrosti. Po okvarah vodikovega elementa in okvarah grafena se odprejo manjše pore, ki lahko spodbujajo lažje prodiranje litijevih ionov in s tem izboljšajo hitrost prenosa.

Več ciklične zmogljivosti je mogoče zagotoviti prek litijevega iona, pritrjenega na novi rob (najverjetneje se bo oprijel vodikovega elementa). "Izboljšanje zmogljivosti elektrode je pomemben preboj, ki lahko odpre več aplikacij v resničnem svetu," je povedal podoktorski raziskovalec Livermore Laboratory Materials Science in pomemben avtor raziskovalnih člankov. Da bi se prijavili za uporabo hidriranja in hidriranih napak v lastnostih grafena za shranjevanje litijevih ionov, so raziskovalci uporabili različne pogoje toplotne obdelave, ki jih je izpostavil vezni element vodika, pri čemer so se osredotočili na elektrokemične lastnosti njegove 3D grafenske nanopene (GNF).

Sestavljen iz okvarjenega grafena. Raziskovalci uporabljajo 3D grafitno nano peno, ker ima različne možne uporabe, vključno s shranjevanjem vodika, katalizo, filtracijo, izolacijo, absorpcijo energije, kapacitivnostjo desal, superkondenzatorji in litij-ionskimi baterijami itd. Značilnosti grafenskega 3D penastega nelepilnega lepila ne morejo biti bolj zapletene, ker je dodatek bolj zapleten in se zato lahko uporablja kot idealna izbira za raziskave mehanizmov.

"Ugotovili smo, da je po obdelavi vodikovega elementa elektroda iz grafitne oljne pene znatno napredovala. S kombinacijo tega poskusa bomo sledili subtilnim interakcijam in napredku med napakami in raztopinami vodika. Kot odgovor na rezultate nekaterih majhnih sprememb v kemiji in morfologiji grafena je možno prinesti presenetljive pomembne učinke na zmogljivost, "raziskovalci LLNL imajo tudi drugega avtorja te študije" Brandonwooda.

V skladu s to študijo se ta nadzorovana obdelava vodikovega elementa lahko uporablja tudi v drugih anodnih materialih na osnovi grafena, da se doseže optimiziran prenos litijevih ionov in aplikacije za shranjevanje, ki jih je mogoče reciklirati.