Useful content

طور العلماء نموذجًا أوليًا لبطارية ليثيوم أيون بالماء كإلكتروليت

click fraud protection

قدم فريق بحثي من جامعة ولاية يوكوهاما (اليابان) للجمهور نموذجًا أوليًا لبطارية ليثيوم أيون تستخدم الماء العادي كمحلول إلكتروليت. سيتم مناقشة هذا التطور وآفاقه في المستقبل في المادة الحالية.

طور العلماء نموذجًا أوليًا لبطارية ليثيوم أيون بالماء كإلكتروليت

لماذا تريد بطاريات الليثيوم أيون الترقية باستمرار؟

الآن من الصعب جدًا العثور على جهاز كهربائي لا يستخدم البطاريات. تتمتع بطاريات الليثيوم أيون الكلاسيكية بقدرة ممتازة وقادرة على تحمل عدد كبير من دورات التفريغ / الشحن مع الحد الأدنى من فقدان السعة الأصلية.

لكن البطاريات الكلاسيكية لها عيب كبير. في حالة تلف علبة البطارية ، يكون الإلكتروليت المستخدم (المصنوع من المذيبات العضوية) شديد الاشتعال.

لذلك قرر العلماء اليابانيون التخلص من هذا العيب الواضح عن طريق استبدال المنحل بالكهرباء بالماء العادي. وهذا ما فعلوه في النهاية.

يا له من نموذج أولي لبطارية ليثيوم أيون مع الماء كإلكتروليت

في سياق العديد من التجارب ، أثبت المهندسون اليابانيون أن استخدام أكسيد الموليبدينوم مركب غير عضوي يتضمن يضمن الأكسجين الموجود في القطب السالب مستوى عاليًا من الإنتاجية ، وهو ما يكفي تمامًا للأغراض التجارية طلب.

من أجل القضاء تمامًا على احتمالية نشوب حريق ، قرر المهندسون استخدام الماء العادي كمحلول إلكتروليت. وللحفاظ على الكفاءة ، كان علينا أيضًا العمل على مواد الأقطاب الكهربائية.

instagram viewer

الخصائص Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2. (أ) منحنيات الشحن / التفريغ (خلية غير مائية) لبدء Li 9/7 Nb 2/7 Mo 3/7 O 2. (ب) أطياف SOXPES للمستويات الرئيسية لـ C 1s و O 1s في العينة قبل وبعد النقع في الماء. (C) منحنيات الشحن / التفريغ لـ Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 بعد النقع في الماء. (د) أنماط حيود الأشعة السينية (XRD) للعينة قبل وبعد النقع في خرائط عناصر التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة في الماء والطاقة (EDX) للعينة بعد النقع في الماء. يظهر أيضًا رسم توضيحي تخطيطي للهيكل البلوري لـ Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 الذي تم إنشاؤه باستخدام برنامج VESTA (33). (E) التصوير الفولتموجرافي الدوري لـ Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 في 21 متر LiTFSA بمعدل مسح يبلغ 0.2 مللي فولت في الثانية. يُظهر الخط العمودي الأزرق أدنى حد محتمل متاح للإلكتروليت LiTFSA المائي 21 مترًا. (F) دوري الفولتموجرام من Li1.05 Mn 1.95 O 4 و Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 في 21 متر LiTFSA (الخطوط الصلبة) و 1 M LiPF 6 / EC: DMC (خطوط متقطعة) على التوالى.
الخصائص Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2. (أ) منحنيات الشحن / التفريغ (خلية غير مائية) لبدء Li 9/7 Nb 2/7 Mo 3/7 O 2. (ب) أطياف SOXPES للمستويات الرئيسية لـ C 1s و O 1s في العينة قبل وبعد النقع في الماء. (C) منحنيات الشحن / التفريغ لـ Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 بعد النقع في الماء. (د) أنماط حيود الأشعة السينية (XRD) للعينة قبل وبعد النقع في خرائط عناصر التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة في الماء والطاقة (EDX) للعينة بعد النقع في الماء. يظهر أيضًا رسم توضيحي تخطيطي للهيكل البلوري لـ Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 الذي تم إنشاؤه باستخدام برنامج VESTA (33). (E) التصوير الفولتموجرافي الدوري لـ Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 في 21 متر LiTFSA بمعدل مسح يبلغ 0.2 مللي فولت في الثانية. يُظهر الخط العمودي الأزرق أدنى حد محتمل متاح للإلكتروليت LiTFSA المائي 21 مترًا. (F) دوري الفولتموجرام من Li1.05 Mn 1.95 O 4 و Li x Nb 2/7 Mo 3/7 O 2 في 21 متر LiTFSA (الخطوط الصلبة) و 1 M LiPF 6 / EC: DMC (خطوط متقطعة) على التوالى.

والنتيجة هي نموذج أولي عملي لبطارية ليثيوم أيون. أظهرت الاختبارات الإضافية أنه بعد 2000 دورة شحن / تفريغ ، تم تقليل سعة النموذج الأولي بنسبة 30٪ فقط من سعته الأصلية.

يبدو أنها مجرد بطارية ليثيوم أيون مثالية. لكن لها عيبًا واحدًا - الثقل النوعي للطاقة والجهد التشغيلي أقل مرتين تقريبًا من بطاريات الليثيوم أيون الكلاسيكية.

أين يمكن استخدام هذه البطاريات؟

يقترح العلماء أن بطارياتهم التي تحتوي على الماء كإلكتروليت قد تجد تطبيقات تجارية كاملة. لذلك من المفترض أن مثل هذه البطاريات يمكن استخدامها في أنظمة تخزين مصادر الطاقة "الخضراء".

أيضًا ، يمكن استخدام هذه البطاريات في النقل الكهربائي العام والبنية التحتية الأخرى ، والتي لا تتطلب إنشاء جهد عالٍ وتشغيل ذروة.

حسنًا ، سننتظر إطلاق بطاريات الليثيوم أيون بالماء كإلكتروليت إلى السوق الواسع. إذا كنت تحب المادة ، فلا تنس أيضًا تقييمها والاشتراك في القناة. شكرا لاهتمامكم!

تبحث عن مشروع منزلي؟ مجموعة مختارة من أفضل الخيارات لكل ذوق وميزانية

تبحث عن مشروع منزلي؟ مجموعة مختارة من أفضل الخيارات لكل ذوق وميزانية

مشاريع أصلية ونموذجية: من متوسطة إلى ضخمة و "ذهبية"عندما يختار المطور مشروع منزل ريفي أو ينظر إلى...

اقرأ أكثر

لم أعد أتخلص من الحقائب الموجودة في صندوق الأحذية الجديد. 8 استخدامات مذهلة

لم أعد أتخلص من الحقائب الموجودة في صندوق الأحذية الجديد. 8 استخدامات مذهلة

مع كل عملية شراء جديدة للأحذية ، توجد أكياس ورقية صغيرة بها محتويات الصندوق. لا يزال بعض الناس ل...

اقرأ أكثر

هل زهر العسل لديه القليل من التوت؟ ستساعد بعض التوصيات البسيطة على زيادة العائد حسب Times

هل زهر العسل لديه القليل من التوت؟ ستساعد بعض التوصيات البسيطة على زيادة العائد حسب Times

زهر العسل هو نبات كثيف ينتج العديد من التوت اللذيذ والصحي. اعتمادًا على التنوع وظروف النمو ، قد ...

اقرأ أكثر

Instagram story viewer