Ögeler etikete göre görüntüleniyor: tasarım

Piller en rahatsız edici zamanlarda ölüyor. Cep telefonları önemli konuşmalar sırasında karanlıktır çünkü bir pil şarj edilmemiştir. Ya da otomotiv endüstrisi yeni bir akülü araç için heyecanla hareket ediyor, ama sık sık yeniden şarj edilmeye ihtiyacı var. Ya da dize düzelticinizin bataryasının ölmesi nedeniyle bahçe işleri ertelenir.

Dallas Üniversitesi'ndeki araştırmacılar,  önemli ölçüde uzatabilecek yüksek güçlü, çevre açısından güvenli bir lityum-sülfür ikamesini geliştirdiler . Onların çalışmaları Nature Nanotechnology dergisinde yayınlandı .

"Ortak lityum iyon piller sadece belirli bir kapasiteye sahiptir," diyor Dr. Kyeongjae "KJ" Cho, malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü. "Çoğu insan telefonlarını daha uzun süre kullanmak istiyor."

Birçok akıllı telefon kullanıcısı, lityum iyon pillerin raf ömrüne aşinadır. Bazen bir ücret kabaca bir gün sürebilir. Cho, bu ücretin bir hafta veya daha fazla sürdüğü takdirde çoğu kişinin daha uygun olacağını kabul edeceğini söyledi.

Cho, araştırma uzmanı Dr. Jeongwoon Hwang ile birlikte, her ikisi de Erik Jonsson Mühendislik ve Bilgisayar Bilimleri Okulu, lityum-iyon akülerden evrimleşmek için uzun zamandır kabul edilen lityum-sülfür pillerini geliştirmek için diğer bölgesel bilimcilerle çalıştı.

Lityum-Kükürt Çözümü Olabilir

Lityum-sülfür pilleri, lityum iyon pillere göre önemli avantajlara sahiptir. Cho'ya göre, daha az tartmak, daha az tartmak, lityum iyon pillerin enerjisinin neredeyse iki katı depolamak ve çevre için daha ucuzdurlar.

Cho, “Bir lityum-kükürt bataryası, araştırma topluluğunun çoğunun yeni nesil batarya olduğunu düşünüyor” dedi. "Bu,  yaklaşık üç ila beş kat daha yüksek bir kapasiteye sahip , yani üç saat süren bir telefona alışırsanız, bir  dokuz ila 15 saat boyunca kullanabilirsiniz ."

Fakat lityum-sülfür piller problemsiz değildir. Sülfür zayıf bir elektrik iletkendir ve sadece birkaç şarj ve yeniden doldurma döngüsü boyunca kararsız hale gelebilir. Elektrotların parçalanması, lityum-sülfür pillerinin ana akım olmadığı başka bir nedendir.

Bilim adamları lityum-sülfür pillerinin lityum metalini bir elektrot ve diğer yandan kükürt üzerine koyarak geliştirmeye çalışmışlardır. Bununla birlikte,  genellikle çok kararsız ve sülfür çok yalıtıcıdır. Bilim adamları, bir elektrotta daha fazla iletkenlik oluşturan bir kükürt-karbon nanotüp maddesi üreten bir teknoloji ve diğeri için stabilite yaratmak için bir nanomalzemel kaplama keşfettiler.

Cho ve diğer araştırmacılar, genellikle çeliği güçlendirmek ve sertleştirmek için kullanılan metalik bir element olan molibdenin, iki atom kükürtle bir araya getirildiğinde kaplamanın kalınlığını ayarlayan bir malzeme oluşturduğunu, bir örümcek ağacının ipeğinden daha ince bir kaplama oluşturduğunu keşfetti. Daha iyi bir güç yoğunluğu ve lityum-sülfür pillerinin ticari olarak daha uygun hale getirilmesini sağlayarak, stabiliteyi arttırdı ve kükürdün zayıf iletkenliği için telafi edildi.

Cho, “Herkesin uzun zamandır aradığı şey buydu” dedi. "Bu atılım. Yan reaksiyonları bastırmaya çalışıyoruz. Bu bir koruma teknolojisi."

Bilim adamları, bu bulguların pillere bakma şeklimizi değiştirebileceğini ve  ömrünü yaşayabileceğini söylüyor .

Cho, "Bunu bir sonraki adıma taşıyoruz ve malzemeyi tamamen dengeleyip gerçek, pratik ticari teknolojiye getireceğiz." Dedi.

 Daha fazla keşfet: Organik / inorganik sülfür güvenli şarj edilebilir lityum piller için anahtar olabilir

Daha fazla bilgi: Eunho Cha ve diğ. Yüksek performanslı Li-S akülerde, Doğa Nanoteknolojisinde (2018) , lityum metal anotlar için etkili bir koruyucu tabaka olarak 2D MoS2 . DOI: 10.1038 / s41565-018-0061-y



Read more at: https://phys.org/news/2018-03-batteries.html#jCp

Yayınlandığı Kategori Bilim ve Teknoloji Haberleri