கிராபெனின் தாள் லித்தியம்-ஆக்ஸிஜன் பேட்டரிகளுக்கு ஊக்கத்தை அளிக்கிறது

Synthesis of a free-standing and edge-site-free GMS-sheet with hierarchically porous structure. Image: Wei Yu, Hirotomo Nishihara et al.படிநிலையில் நுண்துளை அமைப்புடன் ஒரு கட்டற்ற நிலை மற்றும் விளிம்பில் தளம் இல்லாத GMS-தாளின் தொகுப்பு. படம்: வெய் யூ, ஹிரோடோமோ நிஷிஹாரா மற்றும் பலர்.

லித்தியம்-காற்று பேட்டரிகள், சில சமயங்களில் லித்தியம்-ஆக்ஸிஜன் பேட்டரிகள் (Li-O2) என்று அழைக்கப்படுகின்றன, இது ஒரு லித்தியம் உலோக அனோட், ஒரு கரிம எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் ஒரு நுண்துளை கார்பன் கேத்தோடு ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. வெளியேற்றத்தின் போது, ​​சுற்றியுள்ள காற்றில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் கேத்தோடில் உள்ள லித்தியத்துடன் வினைபுரிந்து, செயல்பாட்டில் ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. அவற்றின் மிக அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியைக் கருத்தில் கொண்டு, Li-O2 பேட்டரிகள் ஆற்றல் பாதுகாப்பிற்கான பசுமையான ஆதாரங்களை உருவாக்குவதற்கு வழிவகுக்கக்கூடும்.

இன்னும் சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட கார்பன் கத்தோட்கள் சில குணாதிசயங்கள் இல்லாததால் தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றங்கள் ஸ்தம்பித்துள்ளன. அதாவது, இரசாயன எதிர்வினைகள் நடைபெறக்கூடிய ஏராளமான செயலில் உள்ள தளங்கள் மற்றும் வெளியேற்ற தயாரிப்புகளின் அணுக்கரு மற்றும் வளர்ச்சிக்கு இடமளிக்கும் அளவுக்கு பெரிய இடங்கள், அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியை அடைவதற்குத் தேவையான ஒன்று.

இப்போது, ​​ஜப்பானில் உள்ள டோஹோகு பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் அவர்களது கூட்டாளிகள் ஒரு கேத்தோடாகப் பயன்படுத்துவதற்காக கிராபெனின் மீசோஸ்பாஞ்ச் ஷீட் (ஜிஎம்எஸ்-ஷீட்) எனப்படும் நுண்ணிய கார்பன் ஷீட்டின் சிறப்பு வகையை உருவாக்கியுள்ளனர். இந்த நாவல் தாள், மேம்பட்ட ஆற்றல் பொருட்களில் ஒரு தாளில் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது, Li-O2 பேட்டரிகளின் ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் சுழற்சி நிலைத்தன்மையை கணிசமாக மேம்படுத்த முடியும்.

“கார்பன் கேத்தோடிற்கான நுண்ணிய கட்டமைப்பின் பகுத்தறிவு வடிவமைப்பு உயர் செயல்திறனை அடைவதற்கு முக்கியமானது, ஆனால் இது ஒரு பெரிய சவாலாகும்” என்கிறார் தோஹோகு பல்கலைக்கழகத்தின் மேம்பட்ட பொருட்கள் ஆராய்ச்சி நிறுவனம் (WPI-AIMR) மற்றும் இணை பேராசிரியர் ஹிரோடோமோ நிஷிஹாரா – கட்டுரையின் தொடர்புடைய ஆசிரியர். “நாங்கள் ஆங்ஸ்ட்ரோம்-டு-மில்லிமீட்டர் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய தொகுப்பான ஃப்ரீ-ஸ்டாண்டிங் கேத்தோட்களை விளிம்பு தளங்களிலிருந்து விடுபட்ட குறைந்தபட்சமாக அடுக்கப்பட்ட கிராபெனைக் கொண்டு உருவாக்கினோம்.”

இதைச் செய்ய, நிஷிஹாராவும் அவரது சகாக்களும் ஒரு இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) செயல்முறையைப் பயன்படுத்தினர் மற்றும் மூன்று தொகுப்பு அளவுருக்களை பகுத்தறிவுடன் கட்டுப்படுத்தினர்: pelletization Force, அலுமினியம் ஆக்சைடு (Al2O3) டெம்ப்ளேட்டின் அளவு மற்றும் CVD இன் காலம். அவ்வாறு செய்வதன் விளைவாக பல்வேறு போரோசிட்டி, தடிமன் மற்றும் கார்பன் அடுக்குகளின் எண்ணிக்கையுடன் கூடிய GMS-தாள்களின் வரிசை விளைந்தது.

“GMS-தாள்கள் கத்தோட்களைப் பயன்படுத்தும் Li-O2 பேட்டரிகளின் குறிப்பிட்ட நிறை/அரிய திறன்களை இந்த மூன்று தொகுப்பு அளவுருக்கள் மூலம் கட்டுப்படுத்த முடியும் என்பது சுவாரஸ்யமானது” என்கிறார் தோஹோகு பல்கலைக்கழகத்தின் WPI-AIMR இன் உதவிப் பேராசிரியரும் இணை ஆசிரியருமான வெய் யூ. காகிதத்தின். “இந்த அளவுருக்களை மேம்படுத்துவதன் மூலம், ஒரு கிராமுக்கு 6300 மில்லியம்பியர்-மணி நேரத்திற்கும் அதிகமாகவும், ஒரு சதுர சென்டிமீட்டருக்கு 30.0 மில்லியம்பியர்-மணி நேரத்திற்கும் அதிகமாகவும், சிறந்த கார்பன் கத்தோட்களின் செயல்திறனை விஞ்சி, ஈர்க்கக்கூடிய ஆற்றல்-சேமிப்பு திறன்களை அடைவதில் நாங்கள் மகிழ்ச்சியடைகிறோம். GMS-தாள்களின் நிறை மற்றும் பகுதி முறையே.

“தேசிய பொருட்கள் அறிவியல் நிறுவனம், ஓகனோமிசு பல்கலைக்கழகம், ஹொக்கைடோ பல்கலைக்கழகம், ஒசாகா பல்கலைக்கழகம் மற்றும் 3DC இன்க். ஆகியவற்றின் எங்கள் ஒத்துழைப்பாளர்களின் உதவியுடன், சிட்டு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி டிஸ்சார்ஜ்-சார்ஜ் பொறிமுறையை வகைப்படுத்தி, சிறந்த பேட்டரி செயல்திறனுக்கான திறவுகோலைத் திறந்தோம்: GMS-தாளின் படிநிலை நுண்துளை அமைப்பு.”

நிஷிஹாரா மற்றும் அவரது குழுவினர், ஜிஎம்எஸ்-தாள் Li-O2 பேட்டரிகளுக்கான மைல்கல் கார்பன் கேத்தோடைக் குறிக்கிறது என்று நம்புகிறார்கள். “எங்கள் ஜிஎம்எஸ்-தாள் அடிப்படையில் Li-O2 பேட்டரிகளின் நடைமுறை பயன்பாட்டை நாங்கள் தொடர்ந்து ஊக்குவிப்போம், மேலும் எங்கள் நிலப்பரப்பில் Na-O2, Li-CO2 மற்றும் Zn-O2 பேட்டரிகள் போன்ற மற்ற உலோக-வாயு பேட்டரிகளையும் உள்ளடக்கியது. -செயல்திறன் கார்பன் கேத்தோடும் தேவை” என்கிறார் நிஷிஹாரா.

இந்தக் கதை டோஹோகு பல்கலைக்கழகத்தில் இருந்து மெட்டீரியல்ஸ் டுடே ஆல் தலையங்க மாற்றங்களுடன் தழுவி எடுக்கப்பட்டது. இந்தக் கட்டுரையில் வெளிப்படுத்தப்பட்ட கருத்துக்கள் எல்சேவியரின் கருத்துக்களைப் பிரதிநிதித்துவப்படுத்த வேண்டிய அவசியமில்லை.

Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *