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使用 X-射線光電子顯微學,研究員測試鋰航空電池回應結構

Published on October 8, 2012 at 6:54 AM

正確地什麼去於提前的鋰航空電池,當他們充電,并且放電總是無法直接地觀察。 現在, MIT 研究員承諾開發的一個新的技術更改那,允許此電化學活動的研究,它發生。

一個固體鋰航空電池 (顯示在桔子) 確定在先進的光源的一個測試房間裡面 (ALS)在勞倫斯伯克利國家實驗室,為準備其測試使用 X-射線光電子顯微學 (伊娃 Mutoro 和 Ethan Crumlin, ALS) 的鏡像

這個研究在日記帳科學報表被發布了。

進行在一個常規鋰航空電池裡面的回應是複雜的,說楊 Shao 墊鐵,機械工程蓋爾 E. 肯德爾副教授和材料學和工程,是本文的高級作者。 「我們著重發現什麼在充電和釋放期間,確實發生」,她說。 執行那只要求了使用一种特殊高強度 X-射線照明一致在這個世界的二設施能够導致這樣實驗: 在勞倫斯伯克利 (ALS)國家實驗室的先進的光源 (LBNL)在加利福尼亞。

設備使成為可能學習進行在電極表面的電化學回應和顯示在鋰和氧氣之間的回應作為電壓適用於這個細胞更改了。

測試使用了鋰航空電池的一個新穎的固體版本使成為可能通過與南希 Dudney 的協作,并且橡樹嶺國家實驗室的, (ORNL) Shao 墊鐵同事說。 當釋放時,這樣電池在一些鋰離子畫轉換氧氣成鋰過氧化物。 使用 ALS,伊Chun Lu,一 postdoc 在 Shao 墊鐵的實驗室和 Ethan Crumlin,從 MIT 今年獲他的博士學位并且現在是 postdoc 在 LBNL,能導致詳細光譜這種回應如何展開,并且向顯示此回應是可逆的在金屬氧化物表面。 Lu 和 Crumlin 是新的研究論文的主要作者。

缺乏瞭解鋰如何起反應與氧氣妨害了實用的鋰航空電池的發展,作者說 -,但是此種電池聘用存儲四次的潛在客戶同樣多能源,像今天鋰離子電池的一個特定重量和可能如此是關鍵字啟用能量儲備的技術,在其他用途中。 在充電和釋放期間,多數現有的鋰航空電池遭受大能量損失和無法順利地持續被重複的循環。

使用 ALS, Crumlin 說, 「啟用大多電化學研究的調查在實際環境條件的,包括能力…研究我們的特殊地被設計的固體鋰二氧化物細胞表面化學」。

學習的回應此新的方法的這樣電池能詳細幫助他們的搜尋的研究員設計更好的電池。 這樣改善鋰航空電池, Shao 墊鐵說,可能可能地提高往返效率 (在充電和放電之間的能源留成) 和循環壽命 (能力充電和釋放電池許多次)。

此研究向顯示曾經金屬氧化物作為氧電極可能可能地使鋰航空電池維護其在許多操作循環的性能。 用於此研究的設備本身純粹地被設計了為研究,不作為一個實用的電池設計; 如果複製在一個實際細胞, Lu 說,這樣設計可能非常地改進鋰航空電池長壽。

這個觀察上的方法被開發的此小組可能有學習回應的涵義在鋰航空電池之外, Shao 墊鐵說。 此研究,她說, 「指向學習電化學能量儲備的回應結構新的示例。 我們可以使用此技術學習很大數量的回應」,她說。 「它允許我們查看很大數量不同的電化學相關能源進程」。

布魯諾 Scorsati,在羅馬 Sapienza 大學的化學教授,說此工作是 「小說和複雜的途徑」。 Scorsati 補充說,此研究指示 「一個進步在這些超高能源存貯系統科學技術的進展」。

來源: http://web.mit.edu

Last Update: 8. October 2012 08:25

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