系统信息:4月30日

未来电池可以使用石墨烯海绵
瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员设计了多孔,像海绵一样的气凝胶reduced-graphene氧化物制成的,作为一个独立电池电极。这个利用率有可能推进锂硫电池,据说拥有理论能量密度大约五倍的锂离子电池。

这种阴极电解液(液体结合阴极与电解质),围绕石墨烯“海绵”,将提供锂硫电池的基础。

采取标准硬币电池的情况下,研究人员首先插入一层薄的多孔石墨烯气凝胶。

“你气凝胶,这是一个长细管,然后切片,几乎像一个香肠。切取,压缩它,放入电池,”卡门说李东旭物理系的查尔默斯,和首席研究员的研究。然后,一个高硫的解决方案——阴极电解液添加到电池。高度多孔气凝胶作为支持,像海绵一样吸收的解决方案。

“石墨烯气凝胶的多孔结构是关键。它吸收大量的阴极电解液,给你足够高硫负荷使阴极电解液有价值的概念。这种半流质的阴极电解液是至关重要的。它允许硫来回循环没有任何损失。它不是通过解散——因为它已经失去了溶解到阴极电解液的解决方案,”卡门·卡瓦略说。

”此外,硫是廉价的,高度丰富,更环保。锂硫电池的优点也不需要包含任何对环境有害的氟,常见的锂离子电池,”亚历山大说电气自动方式,查尔默斯物理系教授领导的研究团队在论文后面。

锂硫电池的问题到目前为止他们的不稳定,和由此产生的低循环寿命。当前版本快速退化和有限寿命还低的循环次数。但在测试他们的新原型,查尔默斯的研究人员演示了一个350次后保留85%的能力。

图片来源:钱,哥伦比亚工程

与此同时,在纽约哥伦比亚大学,哥伦比亚大学工程团队报告提出一个新的安全技术,延长电池的使用寿命添加一个nanocoating氮化硼一个稳定的锂金属电池固态电解质。

“我们决定专注于固体、陶瓷电解质。他们表现出巨大的希望在提高安全性和能量密度,作为与传统相比,易燃电解质在锂离子电池中,“杨元说,材料科学与工程助理教授,领导团队。“我们特别感兴趣的固态锂电池充电,因为他们是有前途的候选人为下一代能源存储。”

大多数固体电解质陶瓷,因此不易燃的,消除安全隐患。此外,固体陶瓷电解质具有较高的机械强度,可以抑制锂枝晶的生长,使金属锂电池阳极涂层的选择。然而,大多数固体电解质不稳定对Li-they很容易腐蚀金属锂,电池不能使用。

“锂金属是必不可少的提高能量密度,因此它是至关重要的,我们可以使用它作为固体电解质的阳极,“钱Cheng说,论文的第一作者和应用物理学系博士后研究科学家和应用数学在杨的工作小组。“适应这些不稳定的固体电解质对于现实生活中的应用程序,我们需要开发一个化学和机械稳定的接口来保护这些固体电解质对锂阳极。至关重要的是,接口不仅是高度电子绝缘,而且具有离子进行为了运输锂离子。另外,这个接口是超薄,以免降低电池的能量密度。”

为应对这些挑战,团队工作与同事布鲁克海文国家实验室和纽约城市大学的。“虽然早期研究使用聚合物层厚200µm的保护,我们的BN保护膜,只有5 ~ 10 nm厚,是record-thin-at这种保护的极限layers-without降低电池的能量密度,”Cheng说。“这是完美的材料作为屏障,阻止入侵锂金属固态电解质。像一个防弹背心,我们开发了lithium-metal-proof“背心”不稳定的固体电解质和创新,实现长周期寿命锂金属电池。”

发展与superinjection光源技术
激光和发光二极管光源由半导体异质结构,使用一个被称为superinjection物理效应。这种技术是在1960年代进行的研究,导致激光打印机和先进的网络。多年来,人们认为superinjection只有在异质结构,结构由两个或两个以上的半导体材料。莫斯科物理与技术研究所的研究人员说与半导体homostructures superinjection效应可以实现,由一个单一的材料。

该研究所的伊戈尔Khramtsov和德米特里•Fedyanin发现彻底改变了视角如何发光设备设计。物理学家发现,可以实现superinjection只有一个材料。更重要的是,可以使用大多数已知的半导体。

“在硅和锗,superinjection需要低温下,这怀疑效用的影响。但在钻石或氮化镓,强劲superinjection即使在室温下,会发生“Fedyanin博士说。这意味着效应可以用来创建大众市场设备。根据新论文,superinjection可以产生电子浓度的钻石二极管10000倍高于先前被认为是最终成为可能。因此,钻石可以作为紫外led数千倍的基础比什么最乐观的预测理论计算。“令人惊讶的是,影响钻石的superinjection 50到100倍,用于最大众市场半导体发光二极管和激光器基于异质结构,“Khramtsov指出。

物理学家们强调,superinjection应尽可能广泛的半导体,小说从传统的宽禁带半导体二维材料。这开辟了新的前景设计高效的蓝色、紫色、紫外线、和白色发光二极管,以及光源光学无线通信(li fi),新类型的激光发射器的量子网络,为疾病早期诊断和光学设备。

使用5 g科技来保护环境
第五代移动通信将提供更快的移动互联网和移动技术的许多其他因素。”这就是5 g技术的承诺,至少在城市千禧一代享受窃听他们上下班。但最重要的5 g的影响将会对人的健康和安全的生活,工作,和在一个城市,“环境保护基金的艾琳诺兰写道。

的地区5 g技术将来会照耀在哪里包括运输和回报,多式联运、污染监测,和道路安全,她写道。

“安装新的5 g设备,公司将需要访问成千上万的光/电波兰人全国-一个巨大的机会,构建的数字基础设施数据之后城市在同一时间。公司建设从零开始而不是改造,这是令人难以置信的低成本添加智能城市基础设施安全、污染监测和循环经济。

”,它将需要一些时间5 g网络推出,许多奇迹很快将成为可能,包括环境创新我们甚至不能想象今天,”诺兰总结道。