• Mr. khâm
    Mr. khâm 0972 941 256
  • Hỗ trợ email
    Hỗ trợ email trungnamsolar@gmail.com
  • Hotline
    Hotline 0916 827 159

Tăng gấp ba lần lưu trữ năng lượng của pin lithium ion

Tăng gấp ba lần lưu trữ năng lượng của pin lithium ion
5 (2) votes

Do nhu cầu về điện thoại thông minh, xe điệnnăng lượng tái tạo tiếp tục tăng lên, các nhà khoa học đang tìm cách cải thiện pin lithium-ion – loại pin phổ biến nhất được tìm thấy trong đồ điện tử gia đình và một giải pháp đầy hứa hẹn cho việc lưu trữ năng lượng ở quy mô lưới. Việc tăng mật độ năng lượng của pin lithium-ion có thể tạo điều kiện cho việc phát triển các công nghệ tiên tiến với pin lâu dài, cũng như việc sử dụng năng lượng gió và mặt trời rộng rãi. Bây giờ, các nhà nghiên cứu đã có những tiến bộ đáng kể để đạt được mục tiêu đó.

Một sự hợp tác được lãnh đạo bởi các nhà khoa học tại Đại học Maryland (UMD), Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, và Phòng thí nghiệm nghiên cứu quân đội Mỹ đã phát triển và nghiên cứu vật liệu catốt mới có thể tăng gấp ba lần mật độ năng lượng của lithium-ion pin điện cực. Nghiên cứu của họ đã được công bố vào ngày 13 tháng 6 tại Nature Communications.

“Pin Lithium-ion bao gồm một cực dương và một cực âm”, Xiulin Fan, một nhà khoa học tại UMD và là một trong những tác giả chính của bài báo cho biết. “So với công suất lớn của các cực dương graphite thương mại được sử dụng trong pin lithium-ion, công suất của các cực âm bị giới hạn hơn nhiều. Vật liệu Cathode luôn là nút cổ chai để cải thiện hơn nữa mật độ năng lượng của pin lithium-ion.”

Các nhà khoa học tại UMD đã tổng hợp một vật liệu catốt mới, một dạng trifluoride sắt (FeF3) đã được sửa đổi và thiết kế, bao gồm các nguyên tố có hiệu quả về mặt chi phí và thân thiện với môi trường – sắt và flo. Các nhà nghiên cứu đã quan tâm đến việc sử dụng các hợp chất hóa học như FeF3 trong pin lithium-ion vì chúng cung cấp năng lực cao hơn so với vật liệu cathode truyền thống.

Enyuan Hu, một nhà hóa học tại Brookhaven và là một trong những tác giả chính của bài báo cho biết: “Các vật liệu thường được sử dụng trong pin lithium-ion dựa trên hóa học xen kẽ. Một loại hợp chất như FeF3 có khả năng truyền nhiều electron thông qua một cơ chế phản ứng phức tạp hơn, được gọi là phản ứng chuyển hóa. ”

Mặc dù FeF3 có khả năng tăng cường công suất cathode, nhưng hợp chất này không hoạt động tốt trong pin lithium-ion do ba biến chứng với phản ứng chuyển đổi của nó: hiệu suất năng lượng kém (trễ), tốc độ phản ứng chậm và phản ứng phụ có thể gây ra cuộc sống đi xe đạp kém . Để khắc phục những thách thức này, các nhà khoa học đã thêm các nguyên tử coban và oxy vào các hạt nano FeF3 thông qua một quá trình được gọi là sự thay thế hóa học. Điều này cho phép các nhà khoa học điều khiển con đường phản ứng và làm cho nó trở nên “đảo ngược” hơn.

Sooyeon Hwang, đồng tác giả của bài báo và một nhà khoa học tại Trung tâm vật liệu nano chức năng của Brookhaven (CFN) cho biết: “Khi các ion lithium được đưa vào FeF3, vật liệu được chuyển thành sắt và lithium fluoride”. Tuy nhiên, phản ứng không hoàn toàn đảo ngược được. Sau khi thay thế bằng coban và oxy, khung chính của vật liệu catốt được duy trì tốt hơn và phản ứng trở nên đảo ngược hơn.”

Để điều tra con đường phản ứng, các nhà khoa học đã tiến hành nhiều thí nghiệm tại CFN và Nguồn sáng Synchrotron Quốc gia II (NSLS-II) – hai Văn phòng Cơ sở Người dùng Khoa học của DOE tại Brookhaven.

Đầu tiên tại CFN, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một chùm electron mạnh để nhìn vào các nanorod FeF3 ở độ phân giải 0,1 nanomet – một kỹ thuật được gọi là kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Thí nghiệm TEM cho phép các nhà nghiên cứu xác định kích thước chính xác của các hạt nano trong cấu trúc cathode và phân tích cách cấu trúc thay đổi giữa các giai đoạn khác nhau của quá trình nạp điện. Họ thấy tốc độ phản ứng nhanh hơn cho các nanorod thay thế.

tang gap ba lan luu tru nang luong cua pin lithium ion

“TEM là một công cụ mạnh mẽ để mô tả vật liệu ở quy mô chiều dài rất nhỏ, và nó cũng có thể điều tra quá trình phản ứng trong thời gian thực”, Dong Su, một nhà khoa học tại CFN và một tác giả tương ứng của nghiên cứu cho biết. “Tuy nhiên, chúng tôi chỉ có thể thấy một khu vực rất hạn chế của mẫu bằng cách sử dụng TEM. Chúng tôi cần phải dựa vào các kỹ thuật synchrotron tại NSLS-II để hiểu toàn bộ chức năng của pin mặt trời .”

Tại chùm tia X-quang của Tia X-quang của NSLS-II, các nhà khoa học đã chỉ đạo tia X siêu sáng qua vật liệu âm cực. Bằng cách phân tích cách ánh sáng phân tán, các nhà khoa học có thể “nhìn thấy” thông tin bổ sung về cấu trúc của vật liệu.

Jianming Bai, đồng tác giả của bài báo và một nhà khoa học tại NSLS-II cho biết: “Ở XPD, chúng tôi tiến hành các phép đo phân bố cặp (PDF), có khả năng phát hiện các lệnh sắt cục bộ trên một khối lượng lớn. “Các phân tích PDF trên cathodes thải rõ ràng tiết lộ rằng sự thay thế hóa học thúc đẩy khả năng đảo ngược điện hóa.”

Kết hợp các kỹ thuật hình ảnh và kính hiển vi tiên tiến ở CFN và NSLS-II là một bước quan trọng để đánh giá chức năng của vật liệu âm cực.

Xiao Ji, một nhà khoa học tại UMD và là đồng tác giả của bài báo cho biết: “Chúng tôi cũng thực hiện các phương pháp tính toán tiên tiến dựa trên lý thuyết chức năng mật độ để giải mã cơ chế phản ứng ở quy mô nguyên tử”.

Các nhà khoa học tại UMD cho rằng chiến lược nghiên cứu này có thể được áp dụng cho các vật liệu chuyển đổi năng lượng cao khác, và các nghiên cứu trong tương lai có thể được áp dụng. sử dụng cách tiếp cận để cải thiện các hệ thống pin khác.

Nguyên lý hoạt động Hệ thống điện năng lượng mặt trời cho hộ gia đình và doanh nghiệp:

Bạn cần tư vấn về Điện Mặt Trời ? Gọi ngay: 038 627 0225

Công Ty TNHH TM DV Trung Nam Solar


MST: 0315653323
Tel: 0916 827 159
Website: trungnamsolar.com - Email: trungnamsolar@gmail.com
VPGD: 168/32 Đường D2 , P.25 Quận Bình Thạnh
Chi nhánh Đắk Lắk:
ĐC: Km 18, Quốc lộ 27, xã Ra Họ, huyện Cư Kuin, tỉnh Đắk Lắk
Điện thoại: 0942 180 667
Chi nhánh Bình Thuận:
ĐC: 43 Lý Thường Kiệt, thị trấn Phan Rí Cửa, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận
Mr. Khâm: 0916 827 159

THÔNG TIN NÊN BIẾT

điện mặt trời
pin mặt trời
Thiết Kế Website
giá pin mặt trời
năng lượng tái tạo
tuyển dụng
Trung Nam Solar - chuyên cung cấp các sản phẩm hệ thống pin năng lượng mặt trời và các dịch vụ lắp đặt hệ thống điện mặt trời.
Với phương châm Uy Tín làm nên thương hiệu - Sự hài lòng của Quý khách là niềm hạnh phúc của chúng tôi.
DMCA.com Protection Status