Enerji Depolama Haberleri | Yüksek performanslı lityum piller için nitro bileşiklerinin elektrokimyasal indirgenmesinden türetilen Azo bileşikleri
Fotovoltaik bir uygulamayı ele alalım - fotovoltaik nehirlerin ve göllerin sırları (geri alın, dikkatlice inceleyin, gelecekte harika bir araç olacak)
Ayrıntılar // http: //gftoutiao.com/gfpc.html
Giriş
Şarj edilebilir lityum iyon pillere (LIB'ler) yönelik artan talep nedeniyle, çevre dostu ve sürdürülebilirlik elektrot malzemeleri için kilit faktörler haline geldi. Bununla birlikte, LiCoO2 ve grafit gibi inorganik elektrot malzemelerinin üretimi çok fazla enerji tüketir ve çok fazla CO2 açığa çıkarır. Ayrıca kullanılan piller kobalt bazlı elektrotlarda bulunan toksik ağır metalleri toprağa ve suya sızdırarak daha ciddi çevre sorunlarına neden olabilir. Çevresel ve sürdürülebilirlik zorluklarından kaçınmak için enerji tasarrufu sağlayan, sürdürülebilir ve geri dönüştürülebilir pil malzemeleri geliştirmek büyük önem taşımaktadır.
Başarılara Giriş
Yakın zamanda, Maryland Üniversitesi'nden Wang Chunsheng (ilgili yazar) ekibi, nitro bileşiklerin yüksek performanslı lityum iyon pillerin azo bileşiklerine elektrokimyasal dönüşümüne dayanan yeni bir kimyasal madde tasarladı. Model nitro bileşiği olarak 4-nitrobenzoik asit lityum tuzu (NBALS) seçin, sistematik olarak nitro bileşiğinin yapısını, lithiation / delithiation mekanizmasını ve elektrokimyasal performansı inceleyin. NBALS'ın 0.5C'deki başlangıç kapasitesi 153mAh g-1'dir ve 100 döngüden sonra 131mAh g-1 kapasitesini korur. Ayrıntılı karakterizasyon, kristalin NBALS'deki nitro grubunun, ilk elektrokimyasal litolaşma işlemi sırasında geri döndürülemez şekilde amorf azo bileşiklerine indirgendiğini gösterdi. Daha sonra, azo bileşiği şarj / deşarj döngüsünde yüksek elektrokimyasal performansla tersine çevrilebilir şekilde litolanır / sıvılaştırılır. Azo bileşiklerinin litolaşma / ıslanma mekanizması da, nitro bileşikler ile benzer elektrokimyasal performans gösteren ve aynı zamanda daha yüksek ilk kulombik verime sahip olan elektrot malzemeleri olarak doğrudan azo bileşikleri kullanılarak doğrulandı. İlgili sonuçlar, "Yüksek Performanslı Li-İyon Bataryalar için Nitro Bileşiklerinin Elektrokimyasal İndirgenmesinden Türetilen Azo Bileşikleri" başlığıyla Gelişmiş Mater üzerinde yayınlandı.
Resimli Kılavuz
Şekil 1 Lityum iyon pillerdeki organik moleküllerin çalışma prensibi
N-N reaksiyonunda, iki nitro grubu lityum iyonları tarafından Li2O oluşturmak için azo gruplarına indirgenir.
Şekil 2 NBALS'ın lityum iyon pillerdeki elektrokimyasal performansı
a) Sabit akım şarjı / deşarj eğrisi
b) 0.1 mV s-1 döngüsel voltamogram
c) Delithiation yeteneği ile Coulomb verimliliği ve 0.5C akım yoğunluğundaki döngü sayısı arasındaki ilişki
d) Performans oranı
Şekil 3 Spektral analiz
a) 1 döngü öncesi ve sonrası NBALS elektrotlarının Raman spektrumları
b) 1 döngü öncesi ve sonrası NBALS elektrotlarının kütle spektrumları
c) NBALS elektrotlarının 1 döngü öncesi ve sonrası XRD spektrumları
d) NBALS'den azo bileşiklerine indirgeme şeması ve hesaplanması
Özet Bu çalışmada, nitro bileşiklerinin lityasyonu ile sentezlenen azo bileşikleri, lityum iyon piller için yüksek performanslı LIB'ler için yeni aktif malzemeler olarak kullanılmaktadır. Ayrıntılı karakterizasyon, ilk litolaşma işlemi sırasında nitro bileşiklerinin geri döndürülemez bir şekilde azo bileşiklerine ve düşük ICE ile Li2O'ya dönüştürüldüğünü göstermektedir. Organik elektrotlarda kullanılan nitro ve azo bileşiklerinin keşfi, yüksek performanslı LIB'ler için yeni fırsatlar sağlar.
