Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Bateri yang fleksibel, tiada litium yang diperlukan: Makmal mencipta bateri filem nipis untuk mudah alih, elektronik yang boleh pakai

Anonim

Makmal Universiti Rice mempunyai elektronik fleksibel, mudah alih dan mudah pakai dalam penampilannya dengan penciptaan filem tipis untuk simpanan tenaga.

iklan


Ahli kimia beras James Tour dan rakan-rakannya telah membangunkan bahan fleksibel dengan elektrod nikel-fluorida nanoporous dilapisi sekitar elektrolit padat untuk menyampaikan prestasi supercapacitor seperti bateri yang menggabungkan kualiti terbaik bateri tenaga tinggi dan supercapacitor berkuasa tinggi tanpa litium yang terdapat dalam bateri komersial hari ini.

Kerja baru oleh makmal Rice kimiawan James Tour terperinci dalam Journal of American Chemical Society.

Kapasitor elektrokimia mereka adalah kira-kira seratus inci tebal tetapi boleh ditingkatkan untuk peranti sama ada dengan meningkatkan saiz atau menambah lapisan, kata peneliti pasca doktoral Yang Yang, pengarang bersama-memimpin kertas itu dengan pelajar siswazah Gedeng Ruan. Mereka menjangkakan bahawa teknik pembuatan standard mungkin membenarkan bateri menjadi lebih nipis.

Dalam ujian, pelajar mendapati peranti segiempat mereka memegang 76 peratus kapasiti lebih 10, 000 kitaran pelepasan caj dan 1, 000 kitaran lenturan.

Tour berkata pasukan itu mencari bahan yang mempunyai ciri-ciri fleksibel graphene, nanotubes karbon dan polimer semasa memiliki kapasiti storan elektrik yang lebih tinggi yang biasanya terdapat dalam sebatian logam anorganik. Sebatian anorganik telah, sehingga baru-baru ini, kekurangan fleksibiliti, katanya.

"Ini tidak mudah dilakukan, kerana bahan yang berkapasiti tinggi biasanya rapuh, " katanya. "Dan kami mempunyai sistem simpanan karbon yang fleksibel pada masa lalu, tetapi karbon sebagai bahan tidak pernah memukul nilai teori yang boleh didapati dalam sistem bukan organik dan nikel fluorida khususnya."

"Berbanding dengan peranti lithium-ion, strukturnya agak mudah dan selamat, " kata Yang. "Ia berperanan seperti bateri tetapi strukturnya adalah supercapacitor.Jika kita menggunakannya sebagai supercapacitor, kita boleh mengecas dengan cepat pada kadar semasa yang tinggi dan melepaskannya dalam masa yang sangat singkat.Tetapi untuk aplikasi lain, kita dapati kita boleh tetapkannya untuk mengenakan bayaran lebih perlahan dan pelepasan perlahan seperti bateri. "

Untuk mencipta bateri / supercapacitor, pasukan itu menyimpan lapisan nikel pada sokongan. Mereka mengukirnya untuk mencipta liang 5 nanometer dalam lapisan fluorida nikel tebal 900-nanometer, menjadikannya kawasan permukaan yang tinggi untuk penyimpanan. Sebaik sahaja mereka mengeluarkan sokongan, mereka mengepulkan elektroda di sekitar elektrolit kalium hidroksida dalam alkohol polivinil. Ujian mendapati tidak terdapat penurunan dalam struktur liang walaupun selepas 10, 000 kad caj / cas semula. Para penyelidik juga mendapati tiada kemusnahan yang signifikan terhadap antara muka elektrod-elektrolit.

"Jumlahnya sangat tinggi dalam kuasa yang boleh disampaikannya, dan ia adalah satu kaedah yang sangat mudah untuk membuat sistem berkuasa tinggi, " kata Tour, sambil menambah bahawa teknik itu menunjukkan janji untuk mengeluarkan bahan 3-D yang lain. "Kami sudah bercakap dengan syarikat-syarikat yang berminat untuk mengkomersialkan ini."

Pelajar graduan beras Changsheng Xiang dan penyelidik pasca doktoral Gunuk Wang adalah pengarang bersama kertas itu.

Peter M. dan Ruth L. Nicholas Fellowship Postdoctoral Institut Smalley untuk Sains dan Teknologi Nanoscale dan Pejabat Angkatan Udara Penyelidikan Saintifik Penyelidikan Penyelidikan Saintifik Universiti Penyelidikan menyokong penyelidikan.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Rice University . Asal ditulis oleh Mike Williams. Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Yang Yang, Gedeng Ruan, Changsheng Xiang, Gunuk Wang, James M. Tour. Peranti Tenaga Berasaskan Logam Nanoporous Tiga Dimensi Fleksibel . Jurnal Persatuan Kimia Amerika, 2014; 140418142709000 DOI: 10.1021 / ja501247f