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小説、高性能電池への生物学的に促されたアプローチ

ダニエルモールス分子、細胞の、および進化の生物学、サンタ・バーバラカリフォルニア大学の部門教授
対応する著者: d_morse@lifesci.ucsb.edu

新しい材料は必要根本的にエネルギー利用、 transduction、記憶および配達の効率を変形させるためにですけれどもこれらの機能のために最適化される nanostructures の高度の合成物そして複数の金属半導体の統合は十分理解されていなく、より少なく健康な制御されている残ります。

UCSB の科学者は今この必要性に対応してもいい信じる半導体の統合のための革命的な新しい、生物学的に促された方法を開発してしまいました。 生きている有機体が低温でガラスの nanostructures を作ることができる根本的なメカニズムの秘密を検出して (ある特定のスポンジの骨組を形作るため)、低温で動作する、そして比較的低価格開発しましたで広い範囲の触媒作用の統合のための革命的な新しい方法を nanostructured 半導体および金属の。

高温で動作し、高価な組立て流れ作業場を必要とする半導体の統合の従来の方法とは違って、この新しい、生物学的に促された方法は触媒の使用によって運動学上成長を制御することによって性質はことをちょうど科学者が検出したので nanostructured 金属および半導体を作り出します -。

この新しい低温方法を使用して、彼らは均一にグラファイトの microparticles の対応および伝導性のマトリックス全体分散した錫の nanoparticles から新しい合成に成っていることを開発しました。 結果は1 30% のより高い電気容量のリチウムイオン電池のための高性能陽極です (重量基礎で; 単独でグラファイトの、そして盤石の安定性の現在使用された商業陽極よりボリューム基礎の 50% の高容量)。

従って機械的に錫およびグラファイトを一緒にひくことによって同じような合成物を作るように試みた製造業者の努力と対照をなしてグラファイト (すぐに粉砕によって破壊される壊れやすい材料、) の貴重で高い結晶化度を保っている間 UCSB のチームはグラファイトの気孔の中の錫の nanoparticles を、触媒に関して育てま、 2 つの材料のより親密な結婚を達成します。

リチウムイオン電池 - 満たされたとき時々李イオン電池と、リチウムイオンが否定的な電極 (陰極) から肯定的な電極 (陽極) に排出の間に移る、そして陰極からの陽極言われるありますにタイプは充電電池の。 リチウムイオン電池は使用中ときの、短い寿命高いエネルギーに重量の比率のために携帯用家電、メモリー効果、料金の遅い損失の欠乏で共通であり。

「チームリーダー教授、および洪李チャン、より高い電気容量からのこの陽極の開発者先生に従うダニエルモールスこの新しい合成物の大きい利点」、は、 「バッテリーの充電および排出の多重サイクルの間に、優秀な安定性です。

商業電池で今日使用されるカーボンのグラファイトそして他の形式よりかなり高い電気化学容量を持つために 「錫のような金属は確認します長くあってしまいましたが満たし、排出、電気接続を崩壊させ、失わせますすぐに金属にこうしてすぐに力を失うことの各サイクルが付いている金属にリチウムイオンのエントリそして出口の各サイクルとの巨大な拡張そして収縮に苦しみます。

それに対して、 UCSB のチームによってなされる新しい合成物で錫の nanoparticles は伝導性および弾力性のある、多孔性のグラファイトはそして錫の nanoparticles からの李の可逆に合金になることそして非合金になることに伴いなさい大きい体積変化率を緩衝し、取り扱うことできる対応マトリックスを提供するが、より高い電気容量を提供します。 従って、この新しい合成物は、普通他の合成の電極で見られる容量の重要な損失なしの満たし、排出の多重サイクルを通して高容量の驚くべき安定性そして維持を表わします。

陰極 - 電池の他の必要な電極 - 優秀な cyclability の現在の商業レベルよりなされたこの方法により展示品 70% の高く電気容量、また。 UCSB のチームはまた短絡の場合にすぐに電池を止める新しい安全材料を開発しま、従ってリチウムイオン電池の製造業者を苦しめ続ける爆発および最近の過去以内に数千万電池の大きい再呼び出しを引き起こす火を防ぎます。

一義的な UCSB のチームは運動学上制御合成方法キーです。 企業によって使用される慣習的なプロセスは今日上で記述されている特性が付いている材料を単に作ることができません。


参照

1. チャン、 H。 - L。および D.E. モールス。 2009 年。 リチウムイオン電池のための蒸気拡散の触媒作用そしてそのままの carbothermal 減少の収穫の高性能の Sn@C の陽極材料。 J. Mater。 Chem。 (出版物で)。

、版権 AZoNano.com ダニエルモールス (Calfornia、サンタ・バーバラの大学) 教授

Date Added: Oct 1, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:20

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