Je, maisha ya betri ya ioni ya lithiamu yanaweza kuongezwa ili kuongeza kipengele cha hidrojeni?

Автор: Iflowpower – Портативті электр станциясының жеткізушісі

Watafiti wa Maabara ya Kitaifa ya Raunns Rifo Moore (LLNL) waligundua kwamba uwezo wa betri unaweza kuboreshwa sana mradi tu kipengele cha hidrojeni kiongezwe kwenye elektrodi za betri ya lithiamu-ioni, ambayo itaongeza muda wa kufanya kazi na kuharakisha shughuli za upitishaji. Betri ya ioni ya lithiamu ni aina ya betri inayoweza kuchajiwa tena, na ioni ya lithiamu huhamishwa kutoka kwa betri hadi kwa elektrodi chanya wakati wa kutokwa, na ioni ya lithiamu ya elektrodi chanya hurejeshwa kwenye elektrodi hasi wakati wa kuchaji. Betri ya ioni ya lithiamu ni aina ya betri inayoweza kuchajiwa tena, na ioni ya lithiamu huhamishwa kutoka kwa betri hadi kwa elektrodi chanya wakati wa kutokwa, na ioni ya lithiamu ya elektrodi chanya hurejeshwa kwenye elektrodi hasi wakati wa kuchaji.

Betri za ioni za lithiamu zina sifa kadhaa muhimu, voltage, na msongamano wa nishati, utendaji wa sifa hizi hatimaye huamua na mchanganyiko wa ioni za lithiamu na vifaa vya electrode. Katika muundo wa elektrodi, mabadiliko ya hila katika kemia na maumbo yanaweza kuathiri kwa kiasi kikubwa jinsi ioni za lithiamu zimeunganishwa kwa nguvu na uunganisho wao mkali. Kupitia majaribio na hesabu, wagunduzi wa utafiti wa Maabara ya Kitaifa ya Livermore waligundua kuwa katika betri ya lithiamu-ioni, elektrodi ya povu ya graphene iliyotiwa hidrojeni huonyesha uwezo wa juu na uwezo wa kusambaza kwa kasi zaidi.

"Matokeo haya hutoa uchambuzi wa ubora, ambao husaidia kubuni elektroni zenye nguvu nyingi kulingana na nyenzo za graphene," mwanasayansi wa nyenzo wa LLNL Morriswang alisema. Yeye pia ni mmoja wa waandishi wa hii iliyochapishwa katika Ripoti ya Sayansi Asilia (NatureScientificReports Journal). Nyenzo za Gallene katika matumizi ya kibiashara ya vitu vya uhifadhi wa nishati, pamoja na betri za lithiamu-ioni na supercapacitors, na kuathiri sana uwezo wake wa kutengeneza nyenzo hii kwa gharama ya chini.

Njia ya kawaida ya usanisi wa kemikali hatimaye itaacha idadi kubwa ya atomi za hidrojeni, ambayo ni vigumu kuamua athari za utendaji wa electrochemical wa graphene. Majaribio katika watafiti wa Maabara ya Livermore wamegundua kuwa kipengele cha hidrojeni huboresha kimakusudi matibabu ya joto ya msingi ya graphene yenye nafaka nyingi, ambayo inaweza kuboresha kiwango cha kiwango. Baada ya kasoro za kipengele cha hidrojeni na kasoro katika graphene, pore ndogo hufunguliwa, ambayo inaweza kukuza ioni za lithiamu rahisi kupenya, na hivyo kuboresha kiwango cha maambukizi.

Uwezo zaidi wa mzunguko unaweza kutolewa kupitia ioni ya lithiamu iliyounganishwa kwenye ukingo mpya (uwezekano mkubwa zaidi wa kuambatana na kipengele cha hidrojeni). "Uboreshaji wa utendaji wa elektroni ni mafanikio muhimu, ambayo yanaweza kufungua matumizi zaidi ya ulimwengu," mtafiti wa baada ya udaktari wa Sayansi ya Vifaa vya Maabara ya Livermore na mwandishi muhimu wa karatasi za utafiti alisema. Ili kuomba matumizi ya hidrojeni na hidrojeni kasoro katika mali ya uhifadhi wa ioni ya lithiamu ya graphene, watafiti walitumia hali tofauti za matibabu ya joto zilizofichuliwa na kipengele cha hidrojeni kinachofunga, wakizingatia sifa za elektroni za graphene nanofoam yake ya 3D (GNF).

Inajumuisha graphene yenye kasoro. Watafiti hutumia povu ya graphite nano ya 3D kwa sababu ina matumizi anuwai, pamoja na uhifadhi wa hidrojeni, kichocheo, uchujaji, insulation, ngozi ya nishati, desal ya uwezo, supercapacitors na betri za lithiamu-ion, nk. Sifa za kibandiko kisicho na wambiso cha graphene 3D povu haziwezi kuwa ngumu zaidi kwa sababu nyongeza ni ngumu zaidi, na kwa hivyo inaweza kutumika kama chaguo bora kwa utafiti wa mitambo.

"Tuligundua kwamba baada ya matibabu ya kipengele cha hidrojeni, electrode ya povu ya grafiti olee ina maendeleo makubwa. Kwa mchanganyiko wa jaribio hili, tutafuatilia mwingiliano wa hila na maendeleo kati ya kasoro na suluhu za hidrojeni. Kwa kujibu matokeo ya baadhi ya mabadiliko madogo katika kemia ya graphene na mofolojia, inawezekana kuleta madhara makubwa ya kushangaza katika utendaji, "watafiti wa LLNL pia wana mwandishi mwingine wa utafiti huu" Brandonwood.

Kulingana na utafiti huu, matibabu haya ya kipengele cha hidrojeni kinachodhibitiwa yanaweza pia kutumika katika nyenzo zingine za anodi zenye msingi wa graphene ili kufikia upitishaji bora wa ioni ya lithiamu na utumiaji wa uhifadhi unaoweza kutumika tena.