Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Technical Sales Solutions - 5% off any SEM, TEM, FIB or Dual Beam
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Microscopy | Nanoanalysis

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

De Onderzoekers Onderzoeken het Mechanisme van de Reactie van lithium-Lucht Batterij Gebruikend de Microscopie van het Foto-elektron van de Röntgenstraal

Published on October 8, 2012 at 6:54 AM

Precies wat binnen geavanceerde lithium-lucht batterijen gaat aangezien zij laden en lossen altijd onmogelijk is geweest direct waar te nemen. Nu, belooft een nieuwe techniek die door MIT onderzoekers wordt ontwikkeld om dat te veranderen, die studie van deze elektrochemische activiteit toestaat aangezien het gebeurt.

Lithium-lucht batterij in vaste toestand (die in sinaasappel wordt wordt een benadrukt) geplaatst binnen een testkamer bij de Geavanceerde Lichtbron (ALS) bij het Nationale Laboratorium van Lawrence Berkeley, als voorbereiding op zijn testende gebruikende het foto-elektronmicroscopie van de Röntgenstraal (beeldhoffelijkheid van Eva Mutoro en Ethan Crumlin, ALS)

Het onderzoek is net gepubliceerd in de dagboek Wetenschappelijke Rapporten.

De reacties die binnen conventionele een lithium-lucht batterij plaatsvinden zijn complex, zegt de shao-Hoorn van Yang, de Gail E. Kendall Associate Professor van Werktuigbouw en de Wetenschap van Materialen en Techniek, die de hogere auteur van het document was. „Wij concentreerden ons op het te weten komen van wat werkelijk tijdens het laden en het lossen gebeurt,“ zij zeggen. Doend dat het gebruik van een speciaal soort verlichting de met hoge intensiteit van de Röntgenstraal bij één van slechts twee faciliteiten in de wereld geschikt vereiste om zulk een experiment te veroorzaken: de Geavanceerde Lichtbron (ALS) bij het Nationale Laboratorium van Lawrence Berkeley (LBNL) in Californië.

Die faciliteit maakte het mogelijk om de elektrochemische reacties te bestuderen die aan de oppervlakte van elektroden plaatsvinden, en de reacties tussen lithium en zuurstof te tonen aangezien het voltage dat op de cel wordt toegepast werd veranderd.

De tests gebruikten een nieuwe versie in vaste toestand van lithium-lucht een batterij gemaakt via samenwerking met Nancy Dudney en collega's mogelijk in Oak Ridge het Nationale Laboratorium (ORNL), shao-Hoorn zegt. Wanneer het lossen, trekken dergelijke batterijen in sommige lithiumionen om zuurstof in lithiumperoxyde om te zetten. Gebruikend ALS, konden yi-Chun Lu, een postdoc in shao-Hoorn laboratorium, en Ethan Crumlin, die zijn doctoraatstitel van MIT dit jaar ontvingen en nu een postdoc LBNL bedragen, gedetailleerde spectrums van veroorzaken hoe de reactie opent, en tonen aan dat deze reactie op metaaloxideoppervlakten omkeerbaar is. Lu en Crumlin waren de hoofdauteurs van het nieuwe onderzoeksdocument.

Een gebrek aan begrip van hoe het lithium met zuurstof reageert heeft de ontwikkeling van praktische lithium-lucht batterijen belemmerd, zeggen de auteurs - maar dit type van batterij biedt het perspectief op het opslaan van tot vier keer aan zo veel energie zoals de lithium-ionenbatterijen van vandaag voor een bepaald gewicht, en kon zo een zeer belangrijke machtigingstechnologie voor energieopslag, onder ander gebruik zijn. Meeste bestaande lijden de lithium-lucht batterijen aan grote energieverliezen tijdens het laden en het lossen, en herhaalde cycli niet gekund met succes ondersteunen.

Gebruikend ALS, zegt Crumlin, „laat het onderzoek van een brede serie van elektrochemische studies in echte milieuvoorwaarden, met inbegrip van de capaciteits… studie de toe oppervlaktechemie van onze speciaal ontworpen cel van het lithiumdioxyde in vaste toestand.“

Deze nieuwe methode om de reacties van dergelijke batterijen te bestuderen kon in detail onderzoekers in hun zoektocht helpen om betere batterijen te ontwerpen. Dergelijke verbeteringen aan lithium-lucht batterijen, shao-Hoorn zegt, konden round-trip efficiency (energiebehoud tussen last en lossing) en het cyclusleven (de capaciteit om een batterij te laden en te lossen vaak) potentieel verbeteren.

Deze studie toonde aan dat het gebruiken van metaaloxides als zuurstofelektrode een lithium-lucht batterij kon potentieel toelaten om zijn prestaties over vele cycli van verrichting te handhaven. Het apparaat dat in deze studie wordt gebruikt werd ontworpen zuiver voor onderzoek, als geen praktisch batterijontwerp op zichzelf; indien herhaald in een echte cel, zegt Lu, konden dergelijke ontwerpen de levensduur van lithium-lucht batterijen zeer verbeteren.

De waarnemingsmethode dit ontwikkelde team kon implicaties hebben voor ver het bestuderen van reacties voorbij lithium-lucht batterijen, zegt de shao-Hoorn. Dit onderzoek, zegt zij, „richt aan een nieuw paradigma van het bestuderen van reactiemechanismen voor elektrochemische energieopslag. Wij kunnen deze techniek gebruiken om een groot aantal reacties te bestuderen,“ zij zegt. „Het staat ons toe om een groot aantal verschillende elektrochemische processen in verband met energie te bekijken.“

Bruno Scorsati, een professor van chemie bij de Universiteit Sapienza van Rome, zegt dit werk een „nieuwe en verfijnde benadering.“ is Scorsati voegt toe dat dit onderzoek een „stap voorwaarts in de vooruitgang van de wetenschap en de technologie van deze systemen van de super-hoog-energieopslag.“ merkt

Bron: http://web.mit.edu

Last Update: 8. October 2012 08:26

Tell Us What You Think

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

Leave your feedback
Submit