۰۲ آذر ۱۴۰۳
به روز شده در: ۰۲ آذر ۱۴۰۳ - ۱۹:۱۵
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.


ارسال به دوستان
چرا شلوغ‌کاریِ خیابانی علیه فدراسیون فوتبال و قلعه‌نویی نمی‌گیرد؟! تخت روانچی : همراه با عربستان به دنبال برقراری صلح در منطقه هستیم سازمان جهانی بهداشت : تعداد شهدای کادر درمان و بیماران لبنانی بیش از اوکراین و غزه است اطلاعیه روابط عمومی ورزشگاه آزادی ، پایانی بر تمام شایعات ! ماهواره بر ایرانی در توییت ایلان ماسک (+عکس) شگفتی رقم نخورد ؛ خیبر به سختی صعود کرد امید جهانشاهی : در عمل فقط بدنامی فیلترینگ برای نظام مانده است پلیس لندن بسته مشکوک یافت‌شده در اطراف سفارت آمریکا را منفجر کرد کیا جواب هیوندای را داد! / ئی وی9 جی تی وارد بازار می شود(+عکس) مقاومت عراق : اهمیتی به تهدیدات اسرائیل نمی‌دهیم حذف تراکتور از جام حذفی با کامبک شاگردان تارتار کرملین : حمله با موشک های هایپرسونیک پیامی برای غرب است کمالوندی : اقدامات جبرانی در واکنش به قطعنامه بلافاصله شروع شده است بیمه تکمیلی درمان میلیون ها بازنشسته تامین اجتماعی در محاق؟! محسن رضایی : اروپا بزرگترین بازنده آمدن ترامپ است