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电池供电的网格

通过迈克坎贝尔- 2011年6月08日16:50:1 GMT
电池供电的网格

目前依赖于所谓的“绿色”电力的趋势,依赖于瞬态电源,如风和太阳能,理想地要求利用有效的机制,以便一旦产生它就会将电力存储。从这些来源产生的能量可用于在需求高时被调用的电池充电。

传统的锂离子可充电电池过于昂贵,无法满足这种挑战和电流,下一个最佳替代方案,硫磺电池在300°C时运行,使它们无法偏离使用,虽然它们具有更便宜。

美国能源部太平洋西北国家实验室的研究人员与来自中国武汉大学的访问科学家合作,生产一种可以在环境温度下运行的钠基电池。

该团队使用锂电池的概念与纳米技术结合使用,以实现其目标。锂大致为钠原子的三分之一,并且足够小以在充电的影响下迁移金属氧化物(氧化锰)电极内的孔,允许该装置存储和输送电能。

钠电池的绊脚石是较大的钠原子造成的尺寸限制。该团队没有使用传统的锰氧化物,而是使用纳米技术在结构中制造孔洞。这是通过结合金属氧化物的两种不同的同素异形体完成的,一种是八面体结构,另一种是锥体形式。该团队曾预测,这种材料应该会产生“S”形的隧道和钠离子能够通过的五边隧道。

将材料从450至900℃的温度范围内加热,然后研究了性质。他们发现,当在电子显微镜下观察时,将材料加热至750℃产生最佳的结晶性能。然后将该材料与电解质接触,并评价其作为电池的性质。确定新材料具有每克氧化锰128mAhr的峰值容量。

新电池也抵抗重复的充电和放电循环,在100次循环后仅失去7%的储存能力。在1000周期,容量下降至初始水平的77%。由于充电容量减少,电池不太适合快速充电;该团队假设这是由于钠离子可以通过金属氧化物隧道迁移的速度的限制。

未来的研究将介绍产生更小的纳米线,目的是增加电池的最大充电和放电速率。该研究发表于6月3日rd.先进材料版本。

(图片来源:太平洋西北国家实验室。标题:热处理后的锰氧化物的均匀纳米结构为钠离子流动提供了通道,提高了电极的性能。)