Organik katotlar, yüksek performanslı katı hal sodyum iyon pilleri mümkün kılar!
Katı sodyum iyon piller, yangın ve patlama riski olan geleneksel lityum iyon pillerden çok daha güvenlidir, ancak performansları güvenlik avantajını dengelemek için çok zayıftır. Araştırmacılar, kararlılığı ve enerji yoğunluğunu önemli ölçüde artırabilen organik bir katot geliştiriyor.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)"Joule" raporuna göre, bu performans artışı iki temel bulgu ile ilgilidir: döngü sırasında elektrolit ve katot arasında genellikle oluşan direnç ara yüzü tersine çevrilebilir ve döngü ömrünü uzatabilir; organik katodun esnekliği katı ile etkileşime girmesine izin verir. Katot döngü sırasında genişlese ve daralsa bile elektrolit arayüzünde yakın teması koruyun.
Houston Üniversitesi'nde elektronik ve bilgisayar mühendisliği doçenti olan ilgili yazar Yao Yan şunları söyledi: Önceki inorganik katotlarla karşılaştırıldığında, Pyrenees'teki organik katot PTO'nun benzersiz avantajları var, ancak temel yasaların eşit derecede önemli olduğunu söyledi. Çalışma, katot ve elektrolit arasında oluşan direnç arayüzünün tersine çevrilebileceğini ilk kez buldu. Bu, stabiliteye ve daha uzun çevrim ömrüne katkıda bulunur. Yan Yao aynı zamanda, araştırma ekibi yeşil ve sürdürülebilir organik malzemelerin enerji üretimi ve depolanmasına odaklanan Teksas Üniversitesi Süperiletkenlik Merkezi'nin baş araştırmacısıdır. Michigan Üniversitesi Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nde araştırma görevlisi olan Liang Yanliang şunları söyledi:
Arayüzün tersine çevrilebilirliği, katı hal pillerinin döngü ömründen ödün vermeden daha yüksek enerji yoğunluğu elde etmesini sağlayan anahtardır. Normal koşullar altında, bir katı hal pilinin enerji depolama yeteneği, dirençli katot nedeniyle durdurulur. Elektrolit arayüz formu, bu direnci tersine çevirerek döngü sırasında enerji yoğunluğunu yüksek tutabilir. Lityum iyon piller ve sıvı elektrolitleri nispeten yüksek enerji depolayabilir ve genellikle cep telefonlarından işitme cihazlarına kadar modern yaşam araçlarında kullanılır. Bununla birlikte, yangın ve patlama riski insanların diğer pil türlerine olan ilgisini artırmıştır ve katı sodyum iyon pillerin güvenliği daha düşük bir maliyetle artırması beklenmektedir. Yao Yan'ın ekibinde doktora sonrası araştırmacı olan Chi Xiaowei şunları söyledi:
Temel zorluk, lityum iyon pillerde kullanılan sıvı elektrolit kadar iletken olan katı bir elektrolit bulmaktır. Artık yeterince iletken olan katı bir elektrolit olduğuna göre, geriye kalan zorluk katı arayüzdür. Katı elektrolitlerin ortaya çıkardığı bir problem, elektrolitin geleneksel sert katot ile yakın teması sürdürmesinin zor olmasıdır, çünkü ikincisi batarya döngüsü sırasında genişler ve daralır. Yao Yan'ın ekibinde bir doktora öğrencisi olan Fang Hao, şunları söyledi: Organik katotlar daha esnektir, bu nedenle arayüzle teması sürdürebilir ve sürüş ömrünü iyileştirebilirler. Araştırmacılar, bu temasın en az 200 döngü boyunca sabit kaldığını söyledi. Elektrot ile elektrolit arasında güvenilir bir temas varsa, yüksek performanslı bir katı hal bataryası yapmak çok mümkündür.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Houston Üniversitesi
Referans dergi makaleleri: "Joule"
DOI: 10.1016 / j.joule.2019.03.017
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Sol alt köşede [Daha fazla bilgi] Boke Garden uygulamasını indirin
