There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Romanen som Inspireras Biologically, Att närma sig till Kick-Kapaciteten Batterier

Professor Daniel Morse, Avdelning av Molekylär, Cell- och Utvecklings- Biologi, Universitetar av Kalifornien, Santa Barbara
Motsvarande författare: d_morse@lifesci.ucsb.edu

Nya material är nödvändiga radically att omforma effektiviteten av den energiatt exploatera, transduction, lagring och leveransen, yet syntesen av avancerade komposit och mång--metalliska halvledare med nanostructures som optimeras för dessa, fungerar remains som dåligt även mindre förstås, och den kontrollerade brunnen.

UCSB-forskare har nu framkallat en revolutionär ny, biologically inspirerad metod för syntesen av halvledare som de tror kan tilltala detta behov. Upptäcka hemligheten av den bakomliggande mekanismen, som bosatt organismer kan göra vid nanostructures av exponeringsglas på den låga temperaturen (att bilda skeletten av bestämt snyltar), framkallade belägger med metall de en revolutionär ny metod för den katalytiska syntesen av en lång räcka av nanostructured halvledare och, som fungerar på den låga temperaturen, och på kostar förhållandevis low.

I Motsats Till konventionella metoder av halvledaresyntes, som fungerar på hög temperatur och kräver dyra monteringsband, producerar denna nya, biologically inspirerade metod nanostructured belägger med metall och halvledare, genom kinetically att kontrollera deras tillväxt till och med bruket av katalysatorer - som precis forskarna upptäckte att naturen gör.

Genom Att Använda denna nya låg-temperaturen metod, framkallade de nytt sammansatt bestå av nanoparticles av skingrade alltigenom för tin den jämnt den eftergivena och ledande matrisen av grafitmicroparticles. Resultatet1 är enkapacitet anod för batterier för lithiumjon med 30% högre elektrisk kapacitet (på enbas; 50% högre kapacitet på en volymbas) än den för närvarande använda reklamfilmanoden av grafiten bara och med vagga-fast stabilitet.

I kontrast till försöken av producenter, som har försökt att göra liknande komposit, genom mekaniskt att mala tinen och grafiten tillsammans, växer UCSB-laget tinnanoparticlesna catalytically, insida porna av grafiten, uppnå således mer förtrogenförbindelsen av de två materialen, stunden som behåller värdesakkickcrystallinityen av grafiten (ett bräckligt materiellt, snabbt förstört, genom att mala).

Lithium-Jon batterier - som ibland ses till som Li-Jonen batterier, är en typ av det uppladdningsbara batteriet i som lithiumjonflyttningen från negationelektroden (katod) till realitetelektroden (anod) under urladdning och från katoden till anoden, när du laddas. Lithium-Jon batterier är vanligt i den bärbara konsumenten som elektronik på grund av deras kick energi-till-väger förhållanden, brist av minnet verkställer, långsam förlust av laddningen, när de är inte i bruk, och den kort lifespanen.

”Är den stora fördelen av denna nya komposit,” enligt lag-ledare Professorn Daniel Morse och Dr. Hong-Li Zhang, bärare av denna anod, ”från dess högre elektriska kapacitet, dess utmärkta stabilitet under multipel cyklar av batteriet som laddar och urladdar.

”Belägger med metall liksom tin long har long varit vet för att ha en markant högre electrochemical kapacitet, än grafiten och annan bildar av kol som i dag används i reklamfilmbatterier, men de lider jättelik utvidgning, och contractionen med varje cyklar av tillträde och går ut av lithiumjoner in i belägga med metall med varje cyklar av uppladdning och urladdning och snabbt att orsaka belägga med metall för att desintegrera och förlora elektrisk connectivity, och thus förlora snabbt driva.

I kontrast i den nya komposit som göras av UCSB-laget, ger fördriver tinnanoparticlesna, deras högre elektriska kapacitet, det ledande och elastiskt, ger den porösa grafiten en eftergiven matris som är kompetent att fungera som buffert och hysa de stora volymändringarna som medfölj reversiblen som legerar och de-legerar av Li in i och ut ur tinnanoparticlesna. Således ställer ut denna nya komposit en anmärkningsvärd stabilitet, och underhåll av kickkapacitet till och med multipel cyklar av uppladdning och urladdning, utan den viktiga förlusten i kapacitet som ses typisk i andra sammansatt elektroder.

Katoder - de andra nödvändiga elektroderna i batterier - som göras av denna elektriska kapacitet för metodutställning 70% higher än närvarande reklamfilm, jämnar, också med överlägsen cyclability. Laget på UCSB framkallar också en materiell ny säkerhet, att ska snabbt stängt av batteriet i händelsen av en kortsluta, således avfyrar att förhindra och explosioner, som fortsätter för att besvära producenter för batteri för lithiumjon och att orsaka massiva återkallelser av tiomiljontals batterier i den nya förflutnan.

Det unika UCSB-laget, den kinetically kontrollerade syntesmetoden är det nyckel-. Konventionellt bearbetar använt av bransch i dag enkelt kan inte göra material med rekvisitan som över beskrivas.


Hänvisa till

1. Zhang, H. - L. och D.E. Morse. 2009. Dunst-Diffusion catalysis och i för förminskningsavkastningar för situ carbothermal för Sn@C för kapacitet för kick material anod för batterier för lithiumjon. J. Mater. Chem. (i press).

Ta Copyrightt på AZoNano.com, Professorn Daniel Morse (Universitetar av Calfornia, Santa Barbara)

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

Last Update: 13. June 2013 23:46

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit