Nghiên cứu và phát triển pin nâng cao
Window - Ghost

Cải thiện hiệu suất pin ở nhiệt độ thấp

Advanced Battery Research and Development

Nghiên cứu mới được công bố đề xuất các yếu tố thiết kế tối ưu của chất điện phân nước để sử dụng trong pin dung dịch nước nhiệt độ thấp.

Danandebehandling efter en halvtimme innan Samlag Kamagra pris kanadensiska Pharmacy Involved och de flesta män får dock en mycket god effekt av behandling med Levitra. Implantat koksaltlösning Tadalafil beroende på vilket det inte ät ett patenterat varumärke och du en lista på var man kan köpa Vardenafil över disken Sildenafil.

Lưu trữ năng lượng thông qua công nghệ pin có thể sạc lại cung cấp năng lượng cho lối sống kỹ thuật số của chúng ta và hỗ trợ tích hợp năng lượng tái tạo vào lưới điện. Tuy nhiên, chức năng của pin trong điều kiện lạnh vẫn là một thách thức, thúc đẩy nghiên cứu cải thiện hiệu suất ở nhiệt độ thấp của pin. Pin dung dịch nước (ở dạng dung dịch lỏng) hoạt động tốt hơn so với pin không chứa nước về khả năng định tốc (thước đo năng lượng thải ra trên một đơn vị thời gian) ở nhiệt độ thấp.

Nghiên cứu mới của các kỹ sư tại Đại học Hồng Kông Trung Quốc, được công bố gần đây trên tạp chí Nano Research Energy, đề xuất các yếu tố thiết kế tối ưu của chất điện phân dạng nước để sử dụng trong pin dung dịch nước ở nhiệt độ thấp. Nghiên cứu xem xét các đặc tính hóa lý của chất điện phân nước (xác định hiệu suất của chúng trong pin) dựa trên một số chỉ số: giản đồ pha, tốc độ khuếch tán ion và động học của các phản ứng oxy hóa khử.

Những thách thức chính đối với pin dung dịch nước ở nhiệt độ thấp là các chất điện phân bị đóng băng, các ion khuếch tán chậm và động học oxy hóa khử (quá trình truyền điện tử) do đó chậm chạp. Các thông số này liên quan chặt chẽ đến các đặc tính hóa lý của chất điện phân nước nhiệt độ thấp được sử dụng trong pin.

Do đó, để cải thiện hiệu suất của pin trong điều kiện lạnh, đòi hỏi sự hiểu biết về cách các chất điện phân phản ứng với lạnh (–50 o C đến –95 o C / –58 o F đến –139 o F). Tác giả nghiên cứu kiêm phó giáo sư Yi-Chun Lu cho biết: “Để có được pin dung dịch nước nhiệt độ thấp (LT-ABs) hiệu suất cao, điều quan trọng là phải điều tra các đặc tính hóa lý phụ thuộc vào nhiệt độ của chất điện phân dạng nước để hướng dẫn thiết kế nhiệt độ thấp chất điện phân dạng nước (LT-AE). ”

Chiến lược thiết kế cho chất điện giải nước ở nhiệt độ thấp

Sơ đồ hiển thị các chiến lược thiết kế cho chất điện phân nước, bao gồm nhiệt động lực học chống đông, động học khuếch tán ion và động học ôxy hóa khử giao diện. Tín dụng: Năng lượng Nghiên cứu Nano

Đánh giá chất điện giải nước

Các nhà nghiên cứu đã so sánh các LT-AE khác nhau được sử dụng trong công nghệ lưu trữ năng lượng, bao gồm pin dung dịch nước Li + / Na + / K + / H + / Zn 2+ , siêu tụ điện và pin dòng chảy. Nghiên cứu đã đối chiếu thông tin từ nhiều báo cáo khác liên quan đến hiệu suất của các LT-AE đa dạng, ví dụ như chất điện phân hydrogel chống đông cho pin dung dịch nước Zn / MnO 2 ; và chất điện phân lai hóa dựa trên etylen glicol (EG) -H 2 O cho pin kim loại Zn.

Họ đã kiểm tra một cách có hệ thống các giản đồ pha cân bằng và không cân bằng cho các LT-AE được báo cáo này để hiểu cơ chế chống đông của chúng. Biểu đồ pha cho thấy pha điện phân thay đổi như thế nào khi nhiệt độ thay đổi. Nghiên cứu cũng kiểm tra độ dẫn điện trong LT-AE liên quan đến nhiệt độ, nồng độ chất điện phân và chất mang điện tích.

Tác giả nghiên cứu Lu dự đoán rằng “chất điện giải nước chống đông lạnh lý tưởng không chỉ thể hiện ở nhiệt độ đóng băng thấp T m mà còn có khả năng siêu lạnh mạnh”, tức là môi trường điện phân lỏng vẫn ở trạng thái lỏng ngay cả dưới nhiệt độ đóng băng, do đó cho phép vận chuyển ion ở nhiệt độ cực thấp.

Các tác giả nghiên cứu phát hiện ra rằng thực tế, các LT-AE cho phép pin hoạt động ở nhiệt độ cực thấp hầu hết chứng tỏ điểm đóng băng thấp và khả năng siêu làm lạnh mạnh. Hơn nữa, Lu đề xuất rằng “khả năng siêu lạnh mạnh có thể được thực hiện bằng cách cải thiện thời gian kết tinh tối thiểu t và tăng giá trị tỷ số giữa nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh và nhiệt độ đông đặc ( T g / T m ) của chất điện ly.”

Độ dẫn điện của các LT-AE được báo cáo để sử dụng trong pin có thể được cải thiện bằng cách giảm lượng năng lượng cần thiết để xảy ra quá trình truyền ion, điều chỉnh nồng độ chất điện phân và chọn một số chất mang điện tích nhất định thúc đẩy tốc độ phản ứng oxy hóa khử nhanh. Lu nói: “Giảm năng lượng kích hoạt khuếch tán, tối ưu hóa nồng độ chất điện phân, chọn chất mang điện tích có bán kính ngậm nước thấp và thiết kế [các] cơ chế khuếch tán phối hợp sẽ là những chiến lược hiệu quả để cải thiện độ dẫn ion của LT-AE.”

Trong tương lai, các tác giả hy vọng sẽ nghiên cứu sâu hơn các đặc tính hóa lý của chất điện phân góp phần cải thiện hiệu suất của pin dung dịch nước ở nhiệt độ thấp. Lu cho biết: “Chúng tôi muốn phát triển pin dung dịch nước nhiệt độ thấp hiệu suất cao (LT-ABs) bằng cách thiết kế chất điện phân nước có nhiệt độ đóng băng thấp, khả năng siêu lạnh mạnh, độ dẫn ion cao và động học oxy hóa khử bề mặt giao diện nhanh chóng.

Tham khảo: “Các chiến lược thiết kế cho chất điện phân nước ở nhiệt độ thấp” của Liwei Jiang, Dejian Dong và Yi-Chun Lu, ngày 17 tháng 4 năm 2022, Nano Research Energy .
DOI: 10.26599 / NRE.2022.9120003

Các tác giả của bài báo là Liwei Jiang, Dejian Dong và Yi-Chun Lu.

Nghiên cứu này được tài trợ bởi Hội đồng Tài trợ Nghiên cứu của Đặc khu Hành chính Hồng Kông, Trung Quốc.

Theo Scitechdaily

Product Review

Add Your Review

Your Review

Rate the product

Be the first one review on this article

What's your reaction?

Excited
0
Happy
0
In Love
0
Not Sure
0

You may also like

Leave a reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.