โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ - 2019

แบตเตอรี่ 'สีเขียว' มีอายุการใช้งานยาวนาน: คอมพอสิตออกไซด์ / คาร์บอนมีประสิทธิภาพสูงกว่าโลหะผสมทองคำขาวที่มีราคาแพง

Anonim

คอมพอสิตออกไซด์ / คาร์บอนมีประสิทธิภาพสูงกว่าโลหะผสมทองคำขาวที่มีราคาแพงในปฏิกิริยาเคมีออกซิเจนสำหรับอุปกรณ์พลังงานสีเขียว

การโฆษณา


อุปกรณ์ไฟฟ้ามีความสำคัญต่อการปฏิวัติพลังงานสีเขียวซึ่งเป็นทางเลือกที่สะอาดแทนที่เชื้อเพลิงที่ใช้คาร์บอน การปฏิวัติครั้งนี้ต้องใช้ระบบแปลงที่ผลิตไฮโดรเจนจากน้ำหรือแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟที่สามารถเก็บพลังงานสะอาดในรถยนต์ได้ ขณะนี้นักวิจัยจากสิงคโปร์ได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้รับการปรับปรุงให้เป็นอิเล็กโทรดสำหรับอุปกรณ์พลังงานสีเขียวที่มีประสิทธิภาพและทนทานมากขึ้น

อุปกรณ์ไฟฟ้าเช่นแบตเตอรี่ใช้ปฏิกิริยาทางเคมีเพื่อสร้างและเก็บพลังงาน หนึ่งในปฏิกิริยาที่สะอาดคือการเปลี่ยนจากน้ำเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน การใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์น้ำสามารถเปลี่ยนเป็นสององค์ประกอบเหล่านี้ซึ่งจะเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ไว้ในรูปก๊าซ การเผาไหม้ของไฮโดรเจนทำให้เกิดการระเบิดทางเคมีที่ก่อให้เกิดน้ำ

สำหรับการใช้งานด้านเทคนิคการเปลี่ยนจากไฮโดรเจนและออกซิเจนลงสู่น้ำจะทำในเซลล์เชื้อเพลิงขณะที่แบตเตอรี่ชาร์จไฟบางชนิดใช้ปฏิกิริยาทางเคมีตามออกซิเจนเพื่อเก็บและปล่อยพลังงาน องค์ประกอบที่สำคัญสำหรับอุปกรณ์ทั้งสองชนิดคือแคโทดซึ่งเป็นจุดติดต่อทางไฟฟ้าที่เกิดปฏิกิริยาเหล่านี้

สำหรับแคโทดที่ทำงานได้ดีระดับพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุแคโทดจะต้องตรงกับพลังงานที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาออกซิเจน วัสดุที่เหมาะสำหรับปฏิกิริยาเช่น MnCo2O4 ซึ่งเป็นสปินออกไซด์ซึ่งมีข้อดีคือสามารถปรับสถานะพลังงานได้โดยการปรับองค์ประกอบของมัน

ทีมนักวิจัยซึ่งรวมถึง Zhaolin Liu และเพื่อนร่วมงานจากสถาบัน A * STAR Institute of Materials Research and Engineering ร่วมกับเพื่อนร่วมงานจาก Nanyang Technological University และ National University of Singapore รวมผลึกขนาดนาโนเมตรของวัสดุนี้กับแผ่นคาร์บอนหรือท่อนาโนคาร์บอน

คอมโพสิตเหล่านี้มีประโยชน์หลายอย่างรวมถึงต้นทุนต่ำและมีประสิทธิภาพสูง หลิวกล่าวว่า "ค่าใช้จ่ายถูกกว่าวัสดุทองคำขาว / คาร์บอนที่ใช้ในปัจจุบัน" เนื่องจากแพลทินัมมีราคาแพงจึงต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการหาวัสดุทดแทนสำหรับแบตเตอรี่

นักวิจัยทำการประดิษฐ์คอมโพสิตเหล่านี้โดยใช้วิธีการสังเคราะห์สารเคมีที่ปรับขนาดได้และศึกษาประสิทธิภาพของปฏิกิริยาออกซิเจน ในการทดสอบเหล่านี้วัสดุคอมโพสิตมีประสิทธิภาพสูงกว่าผลิตภัณฑ์ที่ใช้แทนแพลทินัม พวกเขามีประสิทธิภาพมากกว่าโซลูชั่นแพลทินัมที่มีอุปกรณ์เทียบเท่าในห้องปฏิบัติการที่ยาวนานประมาณห้าครั้งนานกว่า 64 รอบค่าจำหน่าย

แม้ว่าผลลัพธ์เหล่านี้จะเป็นผลลัพธ์ของห้องปฏิบัติการวิจัย แต่ผลการทดสอบต้นแบบของแบตเตอรี่เต็มรูปแบบจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง "เรามองเห็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ 100 วัตต์ในหนึ่งถึงสองปีและ 500 วัตต์ในหนึ่งถึงสามปี"

นักวิจัยจาก A * STAR ที่ร่วมวิจัยครั้งนี้มาจากสถาบันวัสดุการวิจัยและวิศวกรรม

การโฆษณา



เรื่องราวที่มา:

วัสดุที่จัดเตรียมโดย สำนักวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและการวิจัย (A * STAR) หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว


Journal Reference :

  1. Xiaoming Ge, Yayuan Liu, FW โทมัส Goh, TS Andy Hor, Yun Zong, Peng Xiao, Zheng Zhang, Suo Hon Lim, Bing Li, Xin Wang, Zhaolin Liu Spinel แบบ Dual-Spinel MnCo2O4and Spinel MnCo2O4 / Nanocarbon Hybrids สำหรับการลดและการออกซิเจนในสารละลายอิเลคโตรไล ท์ ACS วัสดุประยุกต์ & อินเตอร์เฟซ, 2014; 6 (15): 12684 DOI: 10.1021 / am502675c