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研究者は X 線の光電子顕微鏡検査を使用してリチウム空気電池の反作用のメカニズムを探索します

Published on October 8, 2012 at 6:54 AM

内部によって行く何が進められるリチウム空気電池丁度満たす排出は直接観察してが不可能と同時に常にであり。 ここで起こるように、それを変更する MIT の研究者の約束によって開発される新しい技術この電気化学の作業の調査を許可します。

ソリッドステートリチウム空気電池は (オレンジで強調される) X 線の光電子顕微鏡検査 (エヴァ Mutoro および Ethan Crumlin、 ALS (ALS) の画像礼儀) を使用してテストの準備でローレンスバークレーの国立研究所の高度の光源のテスト区域の中で置かれます、

研究はジャーナル科学的なレポートでちょうど出版されました。

慣習的なリチウム空気電池の中で起こる反作用は複雑で、ヤンの Shao 角、機械工学のゲイル E. ケンドールの助教授をおよびペーパーの年長の著者の物質科学および工学言います。 「私達はと」、彼女を実際に起こる何が調べることに満たし、排出の間に言います焦点を合わせました。 それをすることはそのような実験を作り出すことができる世界の 2 つの機能だけの 1 つで高輝度の X 線の照明の特別な種類の使用を必要としました: カリフォルニアのローレンス (ALS)バークレーの国立研究所の高度の (LBNL)光源。

機能は電極の表面で起こる電気化学の反作用を調査しセルに適用された電圧としてリチウムと酸素間の反作用を示すことを可能にしたこと変更されました。

テストは可能にされたナンシー Dudney との共同によってリチウム空気電池の新しいソリッドステートバージョンを使用し、オーク・リッジの国立研究所、 Shao 角 (ORNL)の同僚は言います。 排出するときリチウム過酸化物に酸素を変換するために、そのような電池はあるリチウムイオンで引きます。 ALS を使用して、作り出せました反作用がどのようにの開くかイChun Lu、 Shao 角の実験室の今では MIT から彼の博士号を今年受け取り、 LBNL に postdoc である postdoc、および Ethan Crumlin は詳しいスペクトルを、この反作用が金属酸化物の表面で可逆であることを示します。 Lu および Crumlin は新しい研究報告の主執筆者でした。

理解リチウムが酸素とどのようにの反応するかの欠乏は実用的なリチウム空気電池の開発を、著者言い - このタイプの電池の提供ある特定の重量のための 4 倍までそのエネルギーと今日のリチウムイオン電池保存の見通し、そうことができまキーである妨げま他の使用間のエネルギー蓄積のための技術を、可能にします。 ほとんどの既存のリチウム空気電池は満たし、排出の間に大きいエネルギー損失に苦しみ、正常にずっと繰り返されたサイクルを支えてないです。

能力…調査を含む ALS を使用して、 Crumlin は、 「可能にします実質の環境条件の多数の電気化学の調査の調査を言います、私達の特に設計されていたソリッドステートリチウム二酸化物のセルの表面化学」。

そのような電池の反作用を調査するためのこの新しい方法は詳しく探求の研究者がよりよい電池を設計するのを助けることができます。 そのような改善のリチウム空気電池は、 Shao 角は言いましたり、可能性としては往復旅行の効率 (料金と排出間のエネルギー保留船舶) とサイクル寿命 (電池を満たし、排出する機能何回も) を高めることができます。

この調査は酸素電極として金属酸化物を使用することは可能性としてはリチウム空気電池が多くの作業サイクル上のパフォーマンスを維持することを可能にすることができることを示しました。 この調査で使用された装置は研究のために、ない実用的な電池デザインとしてそれ自体全く設計されていました; 実質のセルで複製されたら、 Lu は言います、そのようなデザインはリチウム空気電池の長寿を非常に改善できます。

観測方法は開発されたこのチームリチウム空気電池を越える反作用をずっと調査するための含意があることができますと Shao 角は言います。 この研究、彼女は言います調査、 「の新しい範例を電気化学のエネルギー蓄積のための反作用のメカニズムの指します。 私達は多数の反作用を調査するのにこの技術を使用してもいいです」と彼女は言います。 「それは多数の異なった電気化学のエネルギー関連プロセスを見ることを可能にします私達が」。

この作業が 「小説および複雑にされたアプローチ」。であることを、ブルーノ Scorsati はローマの Sapienza 大学の化学の教授言います Scorsati はこの研究が 「一歩前進これらの超高エネルギー記憶システムの科学技術の進歩で」。を示す付け加えます

ソース: http://web.mit.edu

Last Update: 8. October 2012 08:26

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