雷网空间
雷网空间
雷网空间>人类科学>二维材料可以使电动车辆一次充电旅程达到500英里

二维材料可以使电动车辆一次充电旅程达到500英里

发布时间:2019-01-11 05:42:02

二维材料可以使电动车辆一次充电旅程达到500英里.jpg

锂空气电池有望成为目前用于电动汽车,手机和电脑的锂离子电池的下一代革命性替代品。

锂空气电池目前仍处于开发的实验阶段,能够储存比锂离子电池多10倍的能量,并且它们更轻。也就是说,锂 - 空气电池可以更高效,并且通过结合由二维材料制成的先进催化剂提供更多电荷。催化剂有助于提高电池内部的化学反应速率,并且根据制造催化剂的材料类型,它们可以帮助显着提高电池保持和提供能量的能力。

“我们将需要非常高能量密度的电池来为移动电话,笔记本电脑甚至电动汽车中的先进技术提供动力,”UIC工程学院机械和工业工程副教授Amin Salehi-Khojin说。 Salehi-Khojin及其同事合成了几种可用作催化剂的二维材料。许多二维材料在作为催化剂的实验性锂 - 空气电池中加入时,使电池能够比含有传统催化剂的锂 - 空气电池保持高达10倍的能量。他们的研究结果发表在“高级材料”杂志上。

“目前,电动汽车平均每次充电约100英里,但随着锂空气电池中使用二维催化剂,我们可以提供接近400至500英里的每次充电,这将是一个真正的改变游戏规则,” Salehi-Khojin,也是该论文的通讯作者。 “这将是储能的巨大突破。”

Salehi-Khojin及其同事合成了15种不同类型的2-D过渡金属二硫属化物或TMDC。 TMDC是独特的化合物,因为它们具有高电子传导性和快速电子转移,可用于参与与其他材料的反应,例如在充电和放电期间在电池内发生的反应。

研究人员在模拟锂 - 空气电池的电化学系统中实验研究了15种TMDC作为催化剂的性能。

“在它们的二维形式中,这些TMDC具有更好的电子特性和更大的反应表面积,可以参与电池内的电化学反应,同时它们的结构保持稳定,”UIC工程学院的研究生Leily Majidi解释说,该论文的作者。

“与使用金或铂等传统催化剂相比,这些材料的反应速率要高得多,”Majidi说。

2-D TDMC表现如此之好的原因之一是因为它们有助于加速锂 - 空气电池中发生的充电和放电反应。

“这将是所谓的催化剂的双功能,”Salehi-Khojin说。

2-D材料还与电解质协同作用 - 电解质是离子在充电和放电期间移动的材料。

“我们使用的2-D TDMC和离子液体电解质充当助催化剂系统,有助于电子更快地转移,从而实现更快的电荷和更高效的储存和放电能量。”

“这些新材料代表了一种新的途径,可以将电池提升到一个新的水平,我们只需要开发出更有效和更大规模生产和调整它们的方法,”Salehi-Khojin说。

上一篇:奇怪的鬃毛下颚生物最终被放置在生命之树上 下一篇:一种解决考古难题的新算法 猜您喜欢的人类科学
©雷网空间 粤ICP备15074401号-1