Ajánlott, 2024

Választható editor

A bolyhos szénelektródok a lítium-levegő akkumulátorokat közelítik a valósághoz

Подвеска бычок- символ 2021 года

Подвеска бычок- символ 2021 года
Anonim

] Tízszer nagyobb teljesítmény, mint a lítiumion - de még tíz év múlva: A bolyhos szénelektróda a Cambridge-i Egyetemen egy lépéssel közelebb hozta a dolgozó lítium-levegő akkumulátorokat, de számos technikai kihívás maradt.

A mai lítium-ion akkumulátorok könnyűek, de nagyok a töltésért. Az egyéb akkumulátorkészítmények jobb energiasűrűséggel rendelkeznek. A tudósok már évek óta arra törekszenek, hogy az akkumulátorokat a Li-ion minden előnyével megteremtse, de kevesebb helyet foglalnak el.

A lítium-levegő akkumulátorok tízszer akkora elméleti energiasűrűséggel rendelkeznek, mint a Li-ion. az utat előre tekintve, de a kísérleti modellek eddig instabilnak bizonyultak, rossz töltési vagy kisütési arányokkal és alacsony energiahatékonysággal. Rosszabb, csak tiszta oxigénben lehet működtetni, ami nem praktikus a normális légkörben való használathoz.

A légköri probléma még mindig megoldatlan, de a pénteken folyó tudományos folyóiratban megjelent tanulmány szerint a Cambridge-i Egyetem kutatói leírják, hogyan néhány stabilitási és hatékonysági problémát megoldott lítium-jodid hozzáadásával és egy bolyhos szénelektród felhasználásával grafén lemezekből.

A lítium-ion akkumulátorok pozitív és negatív elektródái fémoxidból és grafitból készülnek. Egy szerves oldószerben feloldott lítiumsó elektrolitként működik, és lítiumionokat hordoz a két elektród között.

A Tao Liu, Clare P. Gray és a Cambridge-i kollégái által kifejlesztett lítium-levegő akkumulátorban a szénelektród

Úgy döntöttek, hogy a kristályos lítium-hidroxidot (LiOH) formálják és eltávolítják, nem pedig a lítium-levegő-elemekhez használt lítium-peroxidot.

Lítium-jodid hozzáadásával képesek voltak elkerülni számos olyan nemkívánatos kémiai reakció, amely lassan megmérgezte az előző terveket. Ez növelte a sejt stabilitását még többszörös töltés és kisülési ciklus után is. Eddig képesek voltak újra feltölteni a cellát 2000-szer.

Ez és más kialakításuk lehetővé tette számukra, hogy megtartsák a töltés és a kisülés közötti feszültségesést a Li-ion cellákéhoz képest, körülbelül 0,2 volt, összehasonlítva 0,5-1V-ra más lítiumlégtervek esetén. Ez azt mondja, hogy a cellák 93 százalékkal energiatakarékosak.

Még mindig számos probléma megoldható, még mielőtt az akkumulátor be tudna lépni a kereskedelmi termelésbe. Kapacitása nagymértékben függ a töltés és a kisülési sebességtől, és még mindig érzékeny a dendritek, a tiszta lítium szálak kialakulására, amelyek rövidre zárhatják az akkumulátor elektródát és robbanást okozhatnak. Vannak a levegő problémája is, amely a kísérleti sejthez szükséges tiszta oxigén mellett nitrogént, szén-dioxidot és vízgőzt tartalmaz.

Top