Betri inayoingiliana na uso inaweza kufanya muda wa kuchaji wa gari la umeme kuwa dakika chache tu

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

Linganisha supercapacitor na betri, kama inavyoonyeshwa kwenye betri inayopatana na uso yenye unene wa elektrodi tatu, msongamano mkubwa wa nishati na msongamano mkubwa wa nishati. Chanzo: Jumuiya ya Kemia ya Amerika iko wapi, ni kama mafanikio katika teknolojia ya betri, lakini sio betri. Nanotekinstruments, Inc.

na matawi yake, Angstronmaterials, Inc. ya Ohton, maendeleo New specifikationer, kutumika kubuni vifaa vya kuhifadhi nishati, kulingana na kuhamisha haraka ya idadi kubwa ya ioni lithiamu katika electrode, electrode hii ina kubwa graphene uso. Kifaa hiki cha kuhifadhi nishati kinaweza kuwa muhimu sana kwa magari ya umeme, ambayo yanaweza kupunguza muda wa malipo, kufupishwa kutoka chini ya dakika kutoka saa.

Programu zingine zinaweza kujumuisha uhifadhi wa nishati mbadala (km, uhifadhi wa nishati ya jua na upepo) na gridi mahiri. Watafiti walisema kuwa kifaa hiki kipya ni betri ya ubadilishaji wa ioni ya lithiamu kwa kazi ya uso wa graphene, au kwa urahisi zaidi, betri inayoingiliana na uso (SMCS: Seli za Uso-Mediated). Ingawa vifaa vya sasa hutumia vifaa na miundo ambayo haijafunguliwa, inaweza tayari kuzidi betri za lithiamu-ioni na supercapacitors.

Kifaa hiki kipya kinaweza kutoa kilowati 100 kwa kila kilowati ya betri, mara 100 zaidi ya betri za lithiamu-ioni za kibiashara, mara 10 zaidi ya supercapacitor. Kadiri msongamano wa nguvu unavyoongezeka, ndivyo kasi ya uhamishaji nishati inavyoongezeka (inaweza kusababisha kasi ya kuchaji). Kwa kuongeza, betri hii mpya inaweza kuhifadhi msongamano wa nishati wa wati 160 kwa kila kilo ya betri, ambayo inalinganishwa na betri ya lithiamu-ioni ya kibiashara, mara 30 zaidi ya supercapacitor ya jadi.

Uzito mkubwa wa nishati, nishati zaidi inaweza kuhifadhiwa, nishati zaidi huhifadhiwa (pamoja na mileage ndefu ya kuendesha gari ya magari ya umeme). Ikiwa kuna uzani wa kifaa sawa, betri ya sasa ya uso-mediated na betri ya lithiamu-ioni inaweza kutumika kwa magari ya umeme, na mwanzilishi wa Nano Instrument na Angerstron Materials Company mwanzilishi wa Pamoja Jiang Bauz (Borz.jang) Inasemekana kwamba betri yetu ya uso-mediated ni sawa na betri ya lithiamu-ioni ya sasa, inaweza kuongeza zaidi ili kuboresha densi ya nishati.

Hata hivyo, kimsingi, betri zinazounganishwa kwenye uso zinaweza kuchajiwa kwa dakika chache (huenda zisipungue dakika moja), badala ya saa, kama vile betri ya lithiamu-ioni inayotumika katika magari ya umeme. Jiang Bauldz na mshirika wake katika Nanotechnology Instrument Co., Ltd.

na Kampuni ya Nyenzo ya Angersmia wamechapisha utafiti huu, ambao ni utafiti wa vifaa vya hifadhi ya nishati ya kizazi kijacho, iliyochapishwa hivi karibuni "Nano Express" (Nanoletters). Kampuni zote mbili zina utaalam katika uuzaji wa nanomaterials, Angerstrong ndiye mtengenezaji mkubwa zaidi ulimwenguni wa nano-granite (NGPS: Nanographeneplatelets). Kama vile watafiti wanavyoelezea katika utafiti wao, kuna uwezo na udhaifu wao wenyewe katika uhifadhi wa nishati, betri na supercapacitors.

Ingawa msongamano wa nishati ya betri za lithiamu ion (120-150 watt / kg) ni kubwa zaidi kuliko supercapacitor (5 watt / kg), betri hii ina wiani mdogo wa nguvu (1 kW / kg betri) , Linganisha 10 kW / kg betri). Timu nyingi za utafiti zimefanya jitihada za kuongeza msongamano wa nguvu wa betri ya lithiamu-ion, kuboresha msongamano wa nishati ya supercapacitor, lakini maeneo haya mawili bado yana changamoto kubwa. Kwa sababu mfumo mpya umetolewa, unaweza kutumika kwa ajili ya vifaa vya kuhifadhi nishati, kwa hivyo betri hii inayopatana na uso huruhusu watafiti kukwepa changamoto hizi.

Tengeneza kifaa hiki kipya cha kuhifadhi nishati, kupunguza pengo kati ya utendakazi wa betri ya lithiamu ion na supercapacitor, na Jiang Bauz alisema. Muhimu zaidi, mfumo huu mpya wa kimsingi wa kutengeneza vifaa vya kuhifadhi nishati, kuwezesha watafiti kufikia msongamano mkubwa wa nishati, lakini pia msongamano mkubwa wa nguvu, bila kutoa dhabihu kwa mwingine. Electrode ya betri ya uso-mediated ina eneo kubwa la uso, hivyo kwamba kiasi kikubwa cha ions haraka kuhamisha, na kuleta kasi ya malipo ya muda.

Chanzo: Ufunguo wa utendakazi wa betri iliyoingiliana na uso wa Kemia ya Amerika, ni cathode na anode ina uso mkubwa wa graphene. Wakati wa kutengeneza betri, watafiti huweka chuma cha lithiamu (kwa namna ya chembe au foil ya chuma) kwenye anode. Katika mzunguko wa kwanza wa kutokwa, lithiamu ni ionized, idadi ya ioni za lithiamu huletwa zaidi ya betri ya lithiamu ion.

Wakati betri inatumiwa, ioni hizi huhamia kwenye cathode kupitia electrolyte ya kioevu, kwenye pores ya cathode ili kufikia uso mkubwa wa graphene kwenye cathode. Wakati wa mchakato wa malipo, kiasi kikubwa cha flux ya ioni ya lithiamu huhamia haraka kutoka kwa cathode hadi anode. Kubwa sana electrode uso eneo hilo, ili kiasi kikubwa cha ions haraka kuhamisha, nguvu ya juu na msongamano wa nishati.

Watafiti walielezea kuwa uso wa elektrodi ya porous (badala ya elektrodi ya kuzuia, kama betri kwenye betri), haitumii mchakato wa kuingiza unaotumia wakati. Wakati wa mchakato huu, ioni za lithiamu lazima ziingizwe kati ya elektroni, ambayo ni wakati muhimu wa malipo ya betri. Katika utafiti huu, ingawa watafiti walitumia idadi kubwa ya aina tofauti za grafiti, aina tofauti za graphene (iliyooksidishwa, iliyopunguzwa safu moja na graphene ya safu nyingi) ilitayarishwa, lakini vifaa hivi na usanidi vilichambuliwa zaidi ili kuboresha kifaa hiki.

Kwa upande mmoja, watafiti wanapanga kusoma zaidi maisha ya mzunguko wa betri hii. Hadi sasa, wanaona kwamba vifaa hivi vinaweza kuhifadhi uwezo wa 95% baada ya mzunguko wa 1000, hata baada ya mzunguko wa 2000, bado hakuna dalili ya dendrite. Watafiti pia wanapanga kujadili, mifumo tofauti ya uhifadhi wa lithiamu kuhusiana na utendaji wa vifaa.

Tunakadiria kuwa biashara ya teknolojia ya betri inayoingiliana kwenye uso haitakuwa na vikwazo vyovyote, na Jiang Bauz alisema. Ingawa graphene ya sasa inauzwa kwa bei ya juu, Kampuni ya Angerstron Materials inapanua kikamilifu nguvu ya uzalishaji wa graphene. Inatarajiwa kuwa katika miaka 1-3 ijayo, gharama ya uzalishaji wa grafiti itapungua kwa kiasi kikubwa.