Batré anu dimédiasi permukaan tiasa ngajantenkeun waktos ngecas kendaraan listrik ngan ukur sababaraha menit

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Προμηθευτής φορητών σταθμών παραγωγής ενέργειας

Bandingkeun superkapasitor jeung accu, sakumaha ditémbongkeun dina batré permukaan-dimédiasi ngabogaan tilu ketebalan éléktroda béda, duanana kapadetan kakuatan tinggi, sarta dénsitas énergi tinggi. Sumber: Dimana American Chemistry Society, éta kawas terobosan dina téhnologi batré, tapi teu batré. Nanotekinstruments, Nyarita.

sareng anak perusahaanna, Angstronmaterials, Inc. tina Ohton, dimekarkeun spésifikasi Anyar, dipaké pikeun ngarancang parabot gudang énergi, gumantung kana shuttle gancang sajumlah badag ion litium dina éléktroda, éléktroda ieu permukaan graphene badag. Alat panyimpen énérgi ieu tiasa ngabuktikeun pisan mangpaat pikeun kendaraan listrik, anu tiasa ngirangan waktos ngecas, disingget tina kirang ti menit ti jam.

Aplikasi sejenna bisa ngawengku neundeun énergi renewable (misalna neundeun tanaga surya jeung angin) jeung grid pinter. Para panalungtik ngomong yén alat anyar ieu téh batré bursa ion litium pikeun fungsi permukaan graphene, atawa leuwih basajan, batré permukaan-dimédiasi (SMCS: Surface-Mediatedcells). Sanajan parabot ayeuna ngagunakeun bahan jeung struktur unopened, aranjeunna geus bisa ngaleuwihan accu litium-ion jeung supercapacitors.

Alat anyar ieu tiasa nyayogikeun 100 kilowatt per kilowatt batré, 100 kali langkung luhur tibatan batré litium-ion komérsial, 10 kali langkung luhur tibatan supercapacitor. Nu leuwih luhur dénsitas kakuatan, nu leuwih gancang laju mindahkeun énérgi (bisa ngahasilkeun speed ngecas gancang). Sajaba ti éta, batré anyar ieu bisa nyimpen dénsitas énergi 160 watt per kilogram batré, nu comparable jeung batré litium-ion commercialized, 30 kali leuwih luhur ti supercapacitor tradisional.

Langkung ageung dénsitas énergi, langkung seueur énergi anu tiasa disimpen, langkung seueur énergi disimpen (kalayan jarak tempuh kendaraan listrik anu langkung panjang). Upami aya beurat alat anu sami, batré anu dimédiasi permukaan ayeuna sareng batré litium-ion tiasa dianggo pikeun kendaraan listrik, sareng pangadeg Nano Instrument and Angerstron Materials Company Joint founder Jiang Bauz (Borz.jang) Disebutkeun yén batré permukaan-dimédiasi kami sami sareng batré litium-ion ayeuna, tiasa salajengna ningkatkeun dénsitas énergi, ku kituna ogé tiasa ningkatkeun rancana perjalanan.

Sanajan kitu, prinsipna mah, batré permukaan-dimédiasi bisa dicas dina sababaraha menit (bisa jadi teu kurang ti hiji menit), tinimbang jam, kawas batré litium-ion dipaké dina kandaraan listrik. Jiang Bauldz sareng pasanganna di Nanotéhnologi Instrumen Co., Ltd.

sarta Angersmia Bahan Company geus diterbitkeun ulikan ieu, nu ulikan ngeunaan parabot gudang énergi generasi saterusna, diterbitkeun dina panganyarna "Nano Express" (Nanoletters). Kadua perusahaan khusus dina komersialisasi bahan nano, Angerstrong mangrupikeun produsén nano-granit (NGPS: Nanographeneplatelets) panggedéna di dunya. Sagampil peneliti ngajelaskeun dina panalungtikan maranéhanana, aya kaunggulan jeung kalemahan sorangan dina neundeun énergi, batré jeung supercapacitors.

Sanajan kapadetan énergi batré ion litium (120-150 watt / kg) leuwih luhur batan supercapacitor (5 watt / kg), batré ieu boga kapadetan kakuatan low (1 kW / kg batré), Bandingkeun 10 kW / kg batré). Loba tim panalungtikan geus nyieun usaha pikeun nambahkeun dénsitas kakuatan batré litium-ion, ngaronjatkeun dénsitas énergi supercapacitor, tapi dua wewengkon ieu masih boga tantangan utama. Kusabab kerangka anyar disayogikeun, éta tiasa dianggo pikeun alat panyimpen énérgi, janten batré anu dimédiasi permukaan ieu ngamungkinkeun para panalungtik ngaliwat tantangan ieu.

Ngamekarkeun alat panyimpen énergi anyar ieu, narrowing celah antara kinerja batré ion litium jeung supercapacitor, sarta ceuk Jiang Bauz. Anu langkung penting, kerangka dasarna énggal ieu pikeun manufaktur alat panyimpen énergi, ngamungkinkeun para panaliti ngahontal kapadetan énergi anu luhur, tapi ogé kapadetan kakuatan anu luhur, tanpa ngorbankeun hiji-hiji. éléktroda batré permukaan-dimédiasi boga aréa permukaan badag, ku kituna jumlah badag ion gancang shuttle, bringing waktos ngecas gancang.

Sumber: Konci pikeun kinerja batré permukaan-dimédiasi tina Kimia Amérika, nyaéta katoda jeung anoda ngandung permukaan graphene kacida gedéna. Nalika manufaktur batré, peneliti nempatkeun litium logam (dina bentuk partikel atawa foil logam) dina anoda nu. Dina siklus ngurangan munggaran, litium ieu ionized, jumlah ion litium dibawa leuwih ti dina batré ion litium.

Nalika batréna dipaké, ion ieu migrasi ka katoda ngaliwatan éléktrolit cair, kana pori katoda pikeun ngahontal beungeut graphene badag dina katoda. Salila prosés ngecas, sajumlah ageung fluks ion litium gancang migrasi tina katoda ka anoda. Wewengkon permukaan éléktroda anu ageung pisan, sahingga jumlah ion anu ageung gancang shuttle, kakuatan tinggi sareng dénsitas énergi.

Para panalungtik ngécéskeun yén beungeut éléktroda porous (tinimbang dina éléktroda blok, kawas batré dina batréna), teu meakeun prosés panempatan consuming waktu. Salila prosés ieu, ion litium kudu diselapkeun antara éléktroda, nu constitutes hiji waktos ngecas batré penting. Dina ulikan ieu, sanajan peneliti ngagunakeun angka nu gede ngarupakeun tipena béda grafit, tipena béda graphene (dioksidasi, ngurangan single-lapisan jeung multi-lapisan graphene) disiapkeun, tapi bahan ieu sarta konfigurasi anu salajengna dianalisis pikeun ngaoptimalkeun alat ieu.

Di hiji sisi, peneliti ngarencanakeun pikeun ngulik deui siklus kahirupan batré ieu. Sajauh ieu, aranjeunna mendakan yén alat ieu tiasa nahan kapasitas 95% saatos 1000 siklus, bahkan saatos 2000 siklus, masih teu aya indikasi dendrit. Panalungtik ogé rencanana ngabahas, mékanisme panyimpen litium béda relatif ka kinerja alat.

Kami ngira-ngira yén komersialisasi téknologi batré anu dimédiasi permukaan moal aya halangan anu ageung, sareng saur Jiang Bauz. Sanajan graphene ayeuna dijual dina harga luhur, Angerstron Bahan Company aktip ngembangna kakuatan produksi graphene. Diperkirakeun dina 1-3 taun ka hareup, biaya produksi grafit bakal ngirangan sacara signifikan.