Posted in | Microscopy | Nanoanalysis

Forskare Undersöker ReaktionsMekanismen av Lithium-Luftar Att Använda för Batteri Röntgar PhotoelectronMicroscopy

Published on October 8, 2012 at 6:54 AM

Exakt vad går inre avancerat, lithium-lufta batterier, som de laddar och urladdning har alltid varit omöjligt att observera direkt. Nu lovar en ny teknik som framkallas av MIT-forskare, för att ändra det och att låta studien av denna electrochemical aktivitet, som den händer.

Ett halvledar- lithium-luftar batteriet (som markeras i apelsin) är placerad insida per testakammare på den Avancerade Ljusa Källan (ALS) på det Lawrence Berkeley MedborgareLaboratoriumet, i förberedelsen för dess testa använda Röntgar photoelectronmicroscopy (avbilda artighet av Eva Mutoro och Ethan Crumlin, ALS),

Forskningen har precis publicerats i de Vetenskapliga Rapporterna för föra journal över.

Reaktionerna, som äger rum insida ett konventionellt, lithium-luftar batteriet är den komplex, något att sägaYang Shao-Hornen, den Gail E. Kendall Bundsförvant Professorn av Maskinlära- och MaterialVetenskap och att Iscensätta, som var den höga författare av det pappers-. ”Fokuserade Vi på att finna ut vad händer egentligen under uppladdning och urladdning,” henne något att säga. När Du Gör det krävde bruket av en special sort av kick-styrka Röntgar belysning på en av endast två lättheter i världen som var kapabel av att producera ett sådan experiment: den Avancerade Ljusa Källan (ALS) på det Lawrence Berkeley MedborgareLaboratoriumet (LBNL) i Kalifornien.

Att lättheten gjorde det möjlighet till studien de electrochemical reaktionerna som äger rum på ytbehandla av elektroder, och att visa reaktionerna mellan lithium och syre som spänningen som applicerades till cellen, ändrades.

Testar använde en ny halvledar- version av ettlufta batteri som göras möjligheten via samarbete med Nancy Dudney och kollegor på det Oak Ridge MedborgareLaboratoriumet (ORNL), Shao-Horn något att säga. När de urladdar, drar sådan batterier i några lithiumjoner för att konvertera syre in i lithiumperoxiden. Genom Att Använda ALS, var visar Yi-Chun Lu, en postdoc i Shao-Horn'sens labb och Ethan Crumlin, som mottog hans doktorat från MIT detta år och är nu en postdoc på LBNL, kompetent till jordbruksprodukter specificerade spectra av, hur reaktionen veckla upp och att denna reaktion är vändbar belägger med metall på oxiden ytbehandlar. Lu och Crumlin var de bly- författarna av den pappers- nya forskningen.

En brist av överenskommelse av, hur lithium reagerar med syre, har hindered utvecklingen av praktiskt lithium-luftar batterier, författarenågot att säga - bara denna typ av batterierbjudanden utsikten av att lagra upp till fyra tider så mycket energi, som dagens lithium-jonen batterier för given väger och så kunde vara en nyckel- möjliggöra teknologi för energilagring, bland annat bruk. Mest existerande lithium-luftar batterier lider från stora energiförluster under uppladdning och urladdning och har varit oförmöget lyckat att tåla upprepat cyklar.

Genom Att Använda ALSEN, möjliggör Crumlin något att säga, ”utredningen av en bred samling av electrochemical studier i verkligt miljö- villkorar, däribland den kapacitets… studien ytbehandlakemin av vår special planlagda halvledar- lithiumdioxidcell.”,

Denna nya metod för att studera reaktionerna av sådan batterier specificerar in kunde hjälpa forskare i deras sökanden att planlägga bättre batterier. Sådan förbättringar som lithium-luftar batterier, Shao-Horn något att säga, kunde potentiellt förhöja tur-och-retur- effektivitet (energikvarhållande mellan laddningen och urladdning) och cykla liv (kapaciteten att ladda och urladda ett batteri många tider).

Denna studie visade att genom att använda belägga med metall oxider, som syreelektroden kunde potentiellt möjliggöra ettlufta batteri för att underhålla dess kapacitet över många cyklar av funktion. Apparaten som användes i denna studie, planlades renodlat för forskning, inte som en praktisk batteridesign i honom; om reproducerat i en verklig cell, kunde Lu-något att säga, sådan designer väldeliga förbättra livslängden av lithium-luftar batterier.

Den observational metoden detta framkallade lag kunde ha implikationer för att studera avlägsen det okända för reaktioner för lithium-att lufta batterier, Shao-Horn något att säga. Denna forskning, pekar hon något att säga, ”till en ny paradigm av att studera reaktionsmekanism för electrochemical energilagring. Vi kan använda denna teknik till studien ett stort nummer av reaktioner,” henne något att säga. ”Låter Den oss se ett stort nummer av olikt electrochemical energi-släkt bearbetar.”,

Bruno Scorsati, en professor av kemi på den Sapienza Universitetar av Rome, något att säga detta arbete är ”en roman, och sofistikerat att närma sig.”, Scorsati tillfogar att denna forskning markerar ”en kliva framåtriktat i framsteg av vetenskapen och teknologin av dessa toppen-kick-energi lagringssystem.”,

Källa: http://web.mit.edu

Last Update: 8. October 2012 08:28

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