۲۹ آبان ۱۴۰۴
به روز شده در: ۲۹ آبان ۱۴۰۴ - ۰۲:۰۰
فیلم بیشتر »»
کد خبر ۳۵۶۹۶۰
تاریخ انتشار: ۱۲:۵۶ - ۰۱-۰۷-۱۳۹۳
کد ۳۵۶۹۶۰
انتشار: ۱۲:۵۶ - ۰۱-۰۷-۱۳۹۳

نقش نانوذرات اکسید روتینوم در افزایش ظرفیت باتری‌ها

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه کمبریج با همکاری محققانی از وزارت انرژی آمریکا به مطالعه الکترودهای جدیدی برای باتری‌های یون لیتیم پرداختند. این الکترودها ظرفیت بالاتری نسبت به الکترودهای فعلی دارد.

اخیرا پژوهشگران به بررسی دلیل افزایش ظرفیت در یک نوع جدیدی از الکترودهای باتری یون لیتیم پرداخته‌اند. در این روش از نانوذرات اکسید روتنیوم (RuO2) استفاده می‌شود.

به گزارش ایسنا، باتری‌های یون لیتیم در بیشتر ادوات الکترونیکی وجود داشته و با زندگی هر روزه ما گره خورده‌اند. پژوهشگران زیادی در سراسر جهان به دنبال ساخت باتری‌های یون لیتیم ایمنی‌تر، ارزان‌تر و با دوام‌تر هستند.

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه کمبریج با همکاری محققانی از وزارت انرژی آمریکا به مطالعه الکترودهای جدیدی برای باتری‌های یون لیتیم پرداختند. این الکترودها ظرفیت بالاتری نسبت به الکترودهای فعلی دارد. این گروه به دنبال این بودند که چرا الکترودهای جدید ظرفیت بالاتری نسبت به مقدار پیش‌بینی شده در مدل‌سازی‌ها دارد.

این گروه تحقیقاتی از اکسید روتنیوم (RuO2) به عنوان مدل برای مطالعه این الکترودها استفاده کردند زیرا این نانوذرات تغییرات ساختاری زیادی را در هنگام واکنش با یون‌های لیتیم متحمل می‌شوند. این واکنش‌ها با آنچه که در الکترودهای رایج اتفاق می‌افتد کاملا متفاوت است.

کلارا گری از محققان این پروژه می‌گوید: «ما در این پروژه توانستیم منبع وجود ظرفیت اضافه در هسته RuO2 را پیدا کنیم و در نهایت دستورالعملی برای مطالعه لایه غیرفعالی که در الکترود باتری‌ها بوجود می‌آید ارائه دهیم. این لایه غیرفعال، از الکترولیت در برابر تجزیه شدن محافظت می‌کند؛ پدیده‌ای که معمولا در چرخه شارژ/ دشارژ اتفاق می‌افتد. درک ساختار غیرفعال شدن، کلید اصلی در ساخت باتری‌های بادوام است.»

این گروه تحقیقاتی با استفاده از روش اشعه ایکس XANES و EXAFS به مطالعه این ساختارها پرداختند. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که RuO2 احیاء شده و نانوذرات Ru ایجاد می‌شود و اکسید لیتیم با تغییر فاز و عبور از فاز واسطه تبدیل به Lix RuO2 می‌شود. از آنجایی که با این آزمایش‌ها منبع شارژ/ دشارژ اضافه مشخص نشده است، این گروه تحقیقاتی از روش NMR نیز استفاده کردند.

این روش ترکیب شیمیایی و محل استقرار عناصر را نشان می‌دهد. این آزمایش‌ها نشان داد که افزایش ظرفیت به تشکیل LiOH مربوط است که تبدیل به Li2O وLiH می‌شود. بخش کوچکی از افزایش ظرفیت نیز مربوط به تجمع Li روی سطح نانوذرات Ru است که تشکیل آلیاژ LixRu می‌دهد. البته تشکیل این ترکیب در نهایت به تجزیه الکترولیت نیز منجر می‌شود به طوری که بعد از چند بار شارژ/ دشارژ، باتری دچار مشکل می‌شود.


پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر
ارسال به دوستان
ورود کد امنیتی
captcha
این سرایدار فقیر بزرگ‌ترین معمای زمین را حل کرد نقش رستم و بنای اسرارآمیزش؛ ساختمان چهارگوشی که تاریخ را روایت می‌کند(+عکس) برای غلظت خون چه بخوریم؟ [۳۷ ماده غذایی + غذاهای مضر] اشرف حکیمی، مرد سال فوتبال آفریقا شد؛ مدافع پاری سن ژرمن با پیشی گرفتن از صلاح و اوسیمن بر قله قاره ایستاد سرقت جنجالی جواهرات از تیم ملی ترکیه در اسپانیا؛ ساعت ۲۰۰ هزار یورویی و دو انگشتر گران‌قیمت ناپدید شد نسخه جدید همراه بام منتشر شد/ از سفته الکترونیکی تا انتخاب آواتار دلخواه امضای تفاهم نامه مشترک استراتژیک، میان بانک ملی ایران و وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی فیفا به خواسته ایتالیا برای تغییر سیدبندی جام جهانی «نه» گفت؛ آتزوری در صورت صعود به گروه مرگ می‌رود ترامپ: عربستان بزرگ‌ترین متحد آمریکا در خارج از ناتو است؛ آن‌ها را به بهترین سامانه‌های نظامی مجهز خواهیم کرد هشدار پاشازاده به قلعه‌نویی: «ایستاده بمیر اما باج نده و استعفا بده!» سورپرایز ویژه بارسلونا برای هواداران؛ رونمایی بزرگ در نخستین بازی رسمی در نیوکمپ بازسازی‌شده نماینده ایران در سازمان ملل: برای بازسازی زیرساخت‌های سوریه و احیای اقتصاد آن آمادگی داریم حزب‌الله: تسلیم نخواهیم شد؛ سلاح مان را واگذار نمی کنیم فرمانده سپاه قائم‌شهر: دشمن با جنگ روانی و اقتصادی به دنبال سقوط حکومت است ترس کنعانی‌زادگان از تکرار اتفاقات جام جهانی؛ مدافع پرسپولیس پس از بازگشت به نیمکت تیم ملی «قفل شد»