Stanford Üniversitesi liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, şu anda piyasada bulunan pillerden altı kat daha fazla şarj depolayabilen şarj edilebilir piller geliştirdi.
Bu, şarj edilebilir pillerin kullanımını hızlandırabilir ve pil araştırmacılarını kendi alanlarında belirtilen en önemli iki hedefe ulaşmaya bir adım daha yaklaştırabilir: cep telefonlarının günlük ve elektrikli araçlar yerine yalnızca haftada bir kez şarj edilmesini sağlayacak yüksek performanslı bir şarj edilebilir pil yaratmak. şarj etmeden altı kat daha uzağa gidebilir.
Stanford kimya profesörü Hongjie Dai ve doktora adayı Guanzhou Zhu liderliğindeki bir araştırma ekibi tarafından geliştirilen yeni sözde alkali metal-klor piller, sodyum klorürün (Na/Cl) ileri-geri kimyasal dönüşümüne dayanıyor.2) veya lityum klorür (Li/Cl2) klora.
Elektronlar şarj edilebilir bir pilin bir tarafından diğer tarafına geçtiğinde, yeniden şarj işlemi kimyayı başka bir kullanımı beklemek üzere orijinal durumuna geri döndürür. Şarj edilemeyen pillerin böyle bir şansı yoktur. Bir kez boşaltıldıktan sonra kimyaları eski haline getirilemez.
“Şarj edilebilir pil biraz sallanan sandalyeye benzer. Dai, bir yöne doğru eğiliyor ancak elektrik eklediğinizde geriye doğru sallanıyor” diye açıkladı. "Burada sahip olduğumuz şey yüksek sallanan bir sallanan sandalye."
Şans eseri keşif
Henüz kimsenin yüksek performanslı, şarj edilebilir bir sodyum klor veya lityum klor pili yaratmamış olmasının nedeni, klorun çok reaktif olması ve yüksek verimlilikle tekrar klorüre dönüştürülmesinin zor olmasıdır. Başkalarının belirli bir düzeyde yeniden şarj edilebilirliğe ulaşabildiği birkaç durumda, pil performansının zayıf olduğu ortaya çıktı.
Aslında Dai ve Zhu, şarj edilebilir bir sodyum ve lityum klor pili yaratmak için yola çıkmadılar, yalnızca tionil klorür kullanarak mevcut pil teknolojilerini geliştirmek için yola çıktılar. Bu kimyasal, ilk olarak 1970'lerde icat edilen popüler bir tek kullanımlık pil türü olan lityum-tiyonil klorür pillerin ana bileşenlerinden biridir.
Ancak klor ve sodyum klorür içeren ilk deneylerinden birinde Stanford araştırmacıları, bir kimyasalın diğerine dönüşümünün bir şekilde dengelendiğini ve bunun bir miktar yeniden şarj edilebilirlik sağladığını fark ettiler. Dai, "Bunun mümkün olduğunu düşünmedim" dedi. “Neler olup bittiğini gerçekten anlamamız en az bir yılımızı aldı.”
Sonraki birkaç yıl boyunca ekip, tersinir kimyaları açıkladı ve pilin pozitif elektrodu için birçok farklı malzemeyle deneyler yaparak bunu daha verimli hale getirmenin yollarını aradı. Büyük buluş, Tayvan Ulusal Chung Cheng Üniversitesi'nden Profesör Yuan-Yao Li ve öğrencisi Hung-Chun Tai'nin ileri düzey gözenekli karbon malzemesini kullanarak elektrodu oluşturduklarında gerçekleşti. Karbon malzemesi çok sayıda ultra küçük gözenekle dolu bir nanosfer yapısına sahiptir. Uygulamada, bu içi boş küreler bir sünger gibi hareket ederek, normalde hassas olan klor moleküllerini bol miktarda emer ve bunları daha sonra mikro gözeneklerin içinde tuza dönüştürmek üzere depolar.
Zhu, "Pil şarj edildiğinde klor molekülü, karbon nanokürelerin küçük gözeneklerinde sıkışıp kalıyor ve korunuyor" dedi. "Daha sonra, pilin boşaltılması veya boşaltılması gerektiğinde, pili boşaltabilir ve kloru NaCl'ye (sofra tuzu) dönüştürebilir ve bu işlemi birçok döngüde tekrarlayabiliriz. Şu anda 200 defaya kadar bisiklet sürebiliyoruz ve hâlâ geliştirilecek noktalar var.”
Sonuç, pil tasarımının pirinç halkasına doğru bir adımdır: yüksek enerji yoğunluğu. Araştırmacılar şimdiye kadar gram başına 1,200 miliamper saat pozitif elektrot malzemesi elde ederken, günümüzde ticari lityum iyon pilin kapasitesi gram başına 200 miliamper saate kadar çıktı. Zhu, "Bizimkinin kapasitesi en az altı kat daha fazla" dedi.
Araştırmacılar, pillerin bir gün uydular veya uzak sensörler gibi sık şarjın pratik veya arzu edilmediği durumlarda kullanılacağını öngörüyor. Pillerinin bitmesi nedeniyle geçerliliğini yitirmiş olan pek çok başka şekilde kullanılabilen uydu artık yörüngede yüzüyor. Uzun ömürlü şarj edilebilir pillerle donatılmış geleceğin uyduları, güneş enerjili şarj cihazlarıyla donatılabilir ve bu da onların kullanışlılığını kat kat artırır.
Ancak şimdilik geliştirdikleri çalışan prototip, işitme cihazları veya uzaktan kumandalar gibi günlük küçük elektronik cihazlarda kullanıma hâlâ uygun olabilir. Tüketici elektroniği için veya elektrikli araçlarPil yapısını tasarlamak, enerji yoğunluğunu artırmak, pillerin ölçeğini büyütmek ve döngü sayısını artırmak için daha çok iş yapılması gerekiyor.
ELE Times Bürosu
ELE Times, Elektronik alanında kapsamlı bir küresel kapsama alanı sağlar. Teknoloji ve Pazar. ELE Times, derinlemesine makaleler sunmanın yanı sıra, güncel, alakalı içeriğimizi ve popüler formatlarımızı takdir eden, sektörün en büyük, nitelikli ve son derece ilgili izleyici kitlesinin ilgisini çekmektedir. ELE Times farkındalık oluşturmanıza, trafiği artırmanıza, tekliflerinizi doğru hedef kitleye iletmenize, potansiyel müşteriler oluşturmanıza ve ürünlerinizi daha iyi satmanıza yardımcı olur.
-
ELE Times Bürosuhttps://www.eletimes.com/author/adminSavunmada 'Atmanirbhar Bharat' Artışı
-
ELE Times Bürosuhttps://www.eletimes.com/author/adminGiyilebilir Teknoloji için Geliştirilen, Terle Çalışan, Esneyebilen Pil
-
ELE Times Bürosuhttps://www.eletimes.com/author/adminAkıllı Araç Kimlik ve Erişim Yönetimi (IAM) Sistemi Geliştirildi
-
ELE Times Bürosuhttps://www.eletimes.com/author/adminSiber Güvenlik Firması Norton, Avast'ı 8 Milyar Doların Üzerinde Bir Fiyata Satın Aldı