纳米线的电池;旧电池存储光;研究纳米粒子的形状。
纳米线的电池
加州大学欧文分校研究人员发明了一种nanowire-based电池材料可以充电的成千上万倍。
纳米线一直寻求电池材料。然而,这些细丝是极其脆弱的,不要耽误重复放电和充电,或骑自行车。在一个典型的锂离子电池,他们扩大和脆弱的增长,导致开裂。
这个问题解决的研究人员通过涂层在二氧化锰壳牌和金纳米线组装在电解质Plexiglas-like制成的凝胶。组合是可靠和抵抗失败。
测试电极循环200000次超过三个月不检测任何损失的能力或力量和没有压裂纳米线。
说:“这是疯狂的雷金纳德·彭纳椅子UCI的化学系,“因为这些事情通常死在戏剧性的5000或6000或7000后时尚周期最多。”
“涂层电极形状更好,使之成为一个更可靠的选择,“说UCI博士生Le泰国和缅甸的领导人研究。“这项研究证明nanowire-based电池电极具有长寿命,我们可以使这些类型的电池成为现实。”
旧电池存储光
智能手机消费者平均寿命大约三年了。然而,电力的锂离子电池可以持续五年——这意味着几乎所有丢弃的智能手机产生电子垃圾和浪费电池的晚年。减少环境垃圾和为农村社区提供存储,汉城庆熙大学的研究人员已经提出了一个模型回收未使用的锂离子电池为太阳能LED灯能量存储单元。
蜡烛和煤油灯用于轻型房屋在许多农村社区是有害的,效率低下,更昂贵的比一个小型太阳能家庭照明系统,提供正确的方法,教授Boucar迪乌夫说,庆熙的信息显示。“使用手机的电池在小型家用太阳能系统明显为了使电更容易生活的人。”
原型系统由太阳能电池板和12 v LED灯连接到一个包含三个三星Galaxy注2电池电池组。(来源:迪乌夫/庆熙大学)
电池是一个更昂贵的组件的家用太阳能系统和贡献显著的成本障碍像样的照明系统在农村社区。旧的汽车电池,铅酸,简易系统中常用的存储单元,但没有很好的寿命。
标准锂离子手机电池1000 milliamp-hour能力可以一瓦特LED灯大约三个小时,或0.5瓦的灯——足够明亮的阅读和写作——大约6个小时。当连接到一个小型太阳能电池板,这个系统可以持续大约三年的免费维修。
研究人员还构建了一个完整的12伏系统由三个手机电池3100 millliamp-hour容量,5-watt LED灯和小太阳能电池板,不到25美元。这些系统有能力照亮房间大约五个小时每一天,并且可以持续大约三年没有任何维护。
研究纳米粒子的形状
一个斯坦福大学的工程师团队获得了第一次看到里面相变纳米颗粒,他们的形状和结晶度-晶体内的原子排列可以显著影响他们的表现。
工作的直接应用在能源存储材料的设计,但最终会发现在数据存储、电子开关和任何设备的相位变换调节材料的性能。
例如,在锂离子电池中,电池存储和释放能量的能力依赖于反复电极的能力来维持几个充电和放电周期的大变形没有退化。最近,科学家们已经改善这个过程由纳米电极的效率。纳米粒子允许更快的充电,提高能源存储和延长寿命,但它是未知的,纳米颗粒的形状、大小和结晶度产生最佳的性能。解决这个问题成为当前研究的灵感。
在他们的实验中,研究了不同形状和结晶度的钯纳米颗粒是如何影响他们的吸收和释放氢原子——模拟锂离子电池放电和充电。他们准备立方、锥体和二十面体纳米颗粒和发展新型成像技术观察纳米粒子在不同氢压力,确定氢位于的地方。
首先深入的结构相变纳米颗粒显示形状很重要。材料组成的立方体和金字塔(例如左和中心)可能产生更高效的电池比由二十面体(右)。信贷:迪翁组
技术依赖于环境透射电子显微镜,允许工程师准确辨别氢是如何分布在纳米粒子和这样做非常高- sub-2-nanometer决议。显微镜使粒子分析使用几种不同的技术,如直接成像,衍射和光谱学。
研究人员发现,纳米结构显著地影响性能。二十面体结构,例如,显示减少能源存储容量和渐进的氢吸收比单一水晶方块和金字塔。粒子的高分辨率的地图表明,氢是排除在中心的粒子,从而降低整体能力将氢。结构特征表明,逐步吸收氢是因为不同地区的粒子吸收氢在不同压力,不同于单一晶体中观察到。
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