تثبیت آلوتروپ نادر می تواند کلیدی برای کارکرد باتری های لیتیوم-گوگرد باشد | پژوهش

امتیاز دهید

*****توجه : ممکن است در ترجمه مشکلاتی وجود داشته باشد *****

نمودار باتری Li-S

تثبیت شکل نادری از گوگرد به محققین این امکان را می دهد تا واکنش های جانبی دردسرساز در باتری های لیتیوم-گوگرد (LiS) را کاهش دهند – کشفی که می تواند به ایجاد نسل بعدی ذخیره انرژی کمک کند.

باتری‌های LiS در انتقال به الکتریکی شدن ستاره‌ها هستند، زیرا گوگرد ارزان، فراوان است و انرژی زیادی دارد. برای کاربردهایی که چگالی انرژی حیاتی است – به عنوان مثال هوانوردی – باتری‌های لیتیوم-گوگرد می‌توانند پاسخگو باشند. اما باتری‌های LiS قبل از اینکه وارد بازار شوند، باید بر مشکلات بزرگی غلبه کنند.

در حال حاضر، Vibha Kalra در دانشگاه Drexel، فیلادلفیا، ایالات متحده و همکارانش به طور تصادفی راهی برای تثبیت شکل کریستالی متفاوتی از گوگرد پیدا کرده‌اند، که به نظر می‌رسد بسیاری از سردردهای باتری‌های LiS را از بین می‌برد.

باتری‌های لیتیوم یون قدیمی‌تر باتری‌های LiS، آزمایش و آزمایش شده‌اند، اما بدون اشکالات جدی هستند: کبالت مورد استفاده در کاتد کمیاب است و هزینه‌های بشردوستانه استخراج آن – اغلب توسط کودکان در شرایط وحشتناک در جمهوری دموکراتیک کنگو. – عظیم است.

بنابراین تغییر به نوع دیگری از باتری لیتیومی می تواند تحول آفرین باشد. اما در فناوری LiS مشکلاتی وجود دارد. واکنش اصلی در کاتد یون های لیتیوم مثبت است که با گوگرد واکنش می دهند و سولفید لیتیوم می سازند. اما واسطه های پلی سولفیدی که تشکیل می شوند سردرد بزرگی هستند. در الکترولیت های کربناته معمولی، پلی سولفیدها به طور برگشت ناپذیری با الکترولیت واکنش می دهند و سلول را فورا می کشند.

برای مقابله با این، یک استراتژی آزمایش الکترولیت های اتر جدید است که پلی سولفیدها را حل می کند. اما Kalra استدلال می‌کند که این الکترولیت‌ها برای تولید در مقیاس بزرگ کاربردی نیستند، زیرا اغلب آلی فرار هستند. و برای تعدیل تشکیل پلی سولفید، مقدار الکترولیت مورد نیاز چگالی انرژی باتری را مختل می کند.

حتما بخوانید :
ارزش صادرات کالا در هشت ماهه امسال ۴۲ درصد افزایش یافت

ایده Kalra این بود که راهی برای کارکرد باتری‌ها با الکترولیت کربناته دوستدار صنعتی پیدا کند – که به طور گسترده در باتری‌های لیتیوم یون استفاده می‌شود. او فکر می کرد که با محدود کردن گوگرد در نانوالیاف کربنی، پلی سولفیدها در نانوالیاف به دام می افتند و به هیچ وجه با الکترولیت کربنات واکنش نمی دهند.

کاتد CNT

زمانی که Kalra سعی کرد گوگرد را با رسوب بخار محدود کند، کار نکرد. اما چیزی که او و تیمش در عوض دریافتند این بود که وقتی گوگرد در نانوالیاف کربنی مخلوط می‌شود، در مقایسه با گوگرد آلفای متعارف متداول‌تر و پایدار، به شکل بسیار کمیاب – گوگرد گاما مونوکلینیک – تثبیت می‌شود. گوگرد گاما معمولاً در دمای اتاق ناپایدار است و دارای ساختار منشوری مستطیلی است که از هشت اتم گوگرد تشکیل شده است که در ساختاری متفاوت با شکل تاج آلفا گوگرد متعامد تشکیل شده است.

هنگامی که آنها نانوالیاف کربنی خود را در سلول باتری قرار دادند، با الکترولیت کربنات توانستند آن را 4000 بار بدون از دست دادن عملکرد چرخه کنند. کالرا می‌گوید: «ما بارها آن را آزمایش کردیم زیرا این خیلی خوب بود که درست نباشد. گوگرد گاما، که در داخل نانوالیاف کربنی آنطور که برنامه ریزی شده بود محصور نشده بود، اما در سطح، به نظر می رسید تشکیل پلی سولفیدها را به طور کامل متوقف می کند. در عوض، سولفید لیتیوم مستقیماً تشکیل می شود و به باتری اجازه می دهد بدون مانع کار کند.

Kalra این فناوری را به ثبت رسانده است، اما اکنون باید زمان قابل توجهی را صرف انجام خصوصیات عمیق تری در زمانی که باتری ها در حال استفاده هستند، صرف کند. چرا و چگونه گوگرد گاما اجازه می دهد تا سولفید لیتیوم بدون پلی سولفید تشکیل شود، یک سوال کلیدی است که تا کنون، Kalra پاسخی برای آن ندارد. او می‌گوید: «ما به پراش پرتو ایکس operando نیاز داریم، این قطعاً گام بعدی خوبی است.

حتما بخوانید :
افراد واقعا خلاق چه ویژگی‌های رفتاری مشترکی دارند؟

Heather Au، محقق باتری LiS در امپریال کالج لندن، می‌گوید که توانایی کارکردن این باتری‌ها در الکترولیت‌های کربناته می‌تواند مفید باشد، «زیرا قبلاً در باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌شود و باعث کاهش فناوری می‌شود». و Au می‌گوید که استفاده Kalra از یک الکترود آزاد در این مورد، بسیاری از وزن اضافی مربوط به بسیاری از الکترودها را که باید با مواد افزودنی برای کمک به هدایت آنها و کلکتورهای جریان برای تکمیل سلول مخلوط شوند، از بین می‌برد.

او موافق است که گام بعدی بسیار مهم خواهد بود. واقعاً درک زیادی از نحوه عملکرد این مکانیسم تبدیل وجود ندارد. بنابراین من بسیار علاقه مند هستم که کار بعدی را در این زمینه ببینم.

منبع : www.chemistryworld.com
2022-02-18 13:00:00

هیچ داده ای یافت نشد
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها

راه های ارتباطی با کارشناسان فروش

کارشناسان فروش:
کارشناس فروش 1 - دکاموند شیمی

کارشناس فروش

کارشناس فروش 2 - دکاموند شیمی

کارشناس فروش

کارشناس فروش 4 - دکاموند شیمی

کارشناس فروش

کارشناس فروش 3 - دکاموند شیمی

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیغام در واتساپ:

راه های ارتباطی با کارشناسان فروش

کارشناس فروش 1 - دکاموند شیمی

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

کارشناس فروش 2 - دکاموند شیمی

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

کارشناس فروش 4 - دکاموند شیمی

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

کارشناس فروش 3 - دکاموند شیمی

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

بیا ببین چه خبره اینجا

عضویت در خبرنامه هفتگی ما

مزایا عضویت :

  • جدید ترین مقالات و محصولات را در ایمیل خود به صورت هفتگی داشته باشید.
  • اخبار جشنواره و نمایشگاه های مربوطه را سریعتر از بقیه دریافت کنید.
  • مهم از همه فقط اینجا تخفیف محصولات را اعلام میکنیم
  • آخری هم با اجازه شما ماهی یک بار هم تبلیغ بفرستیم ( قول میدیم مزاحم نشیم و دست پر هم بیایم )
خبرنامه دکاموند شیمی

دانلود فقط با یک کلیک

با کلیک بر روی دانلود و اشتراک ، شما در خبرنامه مشتریان دکاموند شیمی مشترک خواهید شد.