소설, 고성능 건전지에 생물학으로 고무된 접근

다니엘 모스분자, 셀 방식의, 그리고 개발 생물학, 산타바바라 가주 대학의 부 교수
대응 저자: d_morse@lifesci.ucsb.edu

새로운 물자는 필요합니다 과격하게 에너지 이용, 변환, 저장 및 납품의 효율성을 변형시키기 위하여, 그러나 이 기능을 위해 낙관된 nanostructures를 가진 향상된 합성물 그리고 다중 금속 반도체의 종합은 불완전하게 이해되는 더욱 덜 좋은 통제되 남아 있습니다.

UCSB 과학자는 지금 이 필요를 다루어서 좋은 믿는 반도체의 종합을 위한 혁명적인 새로운, 생물학으로 고무된 방법을 개발했습니다. 살아있는 유기체가 저온에 유리의 nanostructures를 만들 수 있는 근본적인 기계장치의 비밀을 발견해서 (특정 갯솜의 해골을 형성하기 위하여), 저온에 작동하는 nanostructured 반도체 및 금속의, 그리고 상대적으로 저가에 광범위의 촉매 종합을 위한 혁명적인 새로운 방법을 개발했습니다.

고열에 작동하고 값이비싼 일관 작업을 요구하는 반도체 종합의 재래적방법과는 다른, nanostructured 금속 및 반도체가 촉매의 사용을 통해 활동적으로 그들의 성장을 통제해서 이 새로운, 생물학으로 고무된 방법에 의하여 성격은 다만 과학자가 발견하기 때문에 생성합니다 -.

이 새로운 낮 온도 방법을 사용하여, 그(것)들은 획일하게 흑연 microparticles의 호환된 전도성 매트릭스를 통하여 이산된 주석의 비발한 합성 이루어져 있는 nanoparticles를 개발했습니다. 결과는1 30% 더 높은 전기 용량을 가진 리튬 이온 건전지를 위한 고성능 양극입니다 (무게 기초에; 혼자 흑연의, 그리고 바위처럼 견고한 안정성을 가진 지금 사용된 상업적인 양극 보다는 양 기초에 50% 고용량).

기계적으로 주석 및 흑연을 함께 갈아서 유사한 합성물을 만드는 것을 시도한 제조자의 노력과 달리 흑연 (빨리 갈아서 파괴되는 허약한 물자,)의 귀중한 높은 결정성을 유지하고 있는 동안, UCSB 팀은 흑연의 숨구멍 안쪽에 주석 nanoparticles를, 촉매로 증가해, 따라서 2개의 물자의 더 친밀한 결혼을 달성하.

때때로 Li 이온 건전지로 불린 리튬 이온 건전지 - 비용을 부과될 때, 리튬 이온이 부정적인 전극 (음극선)에서 긍정적인 전극 (양극)로 출력 도중 움직이는 재충전 전지의, 그리고 음극선에서 양극에 모형은 입니다. 리튬 이온 건전지는 사용 중때의, 짧은 수명 그들의 높은 에너지 에 무게 비율 때문에 휴대용 소비자 전자공학, 기억 효과, 책임의 느린 손실의 부족에서 일반적입니다.

"팀 지도자 교수, 그리고 홍 Li 장, 그것의 더 높은 전기 용량에서 이 양극의 개발자 박사에 따라 다니엘 모스 이 새로운 합성물의 큰 이점,"는, "비용을 부과하고는 출력하는 건전지의 다중 주기 도중, 그것의 우수한 안정성입니다.

"주석과 같은 금속은 상업적인 건전지에서 오늘 이용된 탄소의 흑연 그리고 그밖 양식 보다는 현저하게 더 높은 전기화학 수용량이 있기 위하여 알고 있습니다 오래 이었습니다 그러나 비용을 부과하고 출력, 전기 연결성을 붕괴하고 분실하는 빨리 금속을 원인이 되고는, 그리고 이렇게 빨리 힘 분실하기의 각 주기를 가진 금속으로 리튬 이온의 입력 그리고 출구의 각 주기를 가진 거대한 확장 그리고 수축을 겪습니다.

대조적으로, UCSB 팀에 의해 한 새로운 합성물에서, 주석 nanoparticles는 전도성과 탄력있는, 다공성 흑연은 그리고 주석 nanoparticles에서 Li의 뒤집을 수 있는 합금 그리고 de 합금을 동반하십시오 큰 양 변경을 부드럽게 하고는 수용하는 수 있는 호환된 매트릭스를 제공하는 그러나, 그들의 더 높은 전기 용량을 제공합니다. 따라서, 이 새로운 합성물은, 전형적으로 그밖 합성 전극에서 보인 수용량에 있는 중요한 손실 없는 비용을 부과하고 출력의 다중 주기를 통해서 고용량의 현저한 안정성 그리고 정비를 전시합니다.

음극선 - 건전지에 있는 그밖 필수적인 전극 - 우량한 cyclability를 가진 존재하는 상업적인 수준 보다는 한 이 방법으로 전시회 70% 높이 전기 용량, 또한. UCSB에 팀은 또한 단락 경우에는 빨리 건전지를 잠글 비발한 안전 물자를 개발해, 따라서 리튬 이온 건전지 제조자를 괴롭히는 것을 계속하는 폭발 및 최근 과거에 수백만 건전지의 다량 회고를 일으키는 원인이 되는 화재 을 방지하.

유일한 UCSB 팀은, 활동적으로 통제되는 종합 방법 키입니다. 기업에 의해 사용된 전통적인 프로세스는 오늘 단순히 위에 기술된 속성을 가진 물자를 만들 수 없습니다.


참고

1. 장, H. - L. 및 D.E. 모스. 2009년. 리튬 이온 건전지를 위한 수증기 유포 촉매 작용 그리고 제자리 carbothermal 감소 수확량 고성능 Sn@C 양극 물자. J. Mater. Chem. (압박에서).

, 저작권 AZoNano.com 다니엘 모스 (Calfornia, 산타바바라의 대학) 교수

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

Last Update: 13. June 2013 23:23

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