Hibridinis elektrolitas padidina supersako paslankumą vertikalioje grafieno nanodalelių

Anonim

Perdavimo kompresoriai gali laikyti daugiau energijos nei pageidautina baterijų, nes jie gali įkrauti greičiau, daugiausia dėl to, kad vertikalios grafetinės nanosheetės (VGN) yra didesnės ir yra arčiau viena kitos. VGN yra 3-D anglies nanomedžiagų tinklai, kurie auga vertikalių lakštų eilėmis, todėl didelis paviršiaus plotas užtikrina didesnį įkrovimo saugumą. Taip pat vadinamos anglies nano sluoksniais ar grafeno nanoflake, VGN siūlo daugybę galingų energijos kaupimo sistemų, kuro elementų, biologinių jutiklių ir magnetinių prietaisų.

Naudojant VGN kaip medžiagą superkontaktui skirtiems elektrodams, yra naudingos dėl jų intriguojančių savybių, tokių kaip tarpusavyje sujungta akyta nanokartetekcija, puikus laidumas, didelis elektrocheminis stabilumas ir nanoelektrodų masyvas. VGN privalumai gali būti sustiprinti priklausomai nuo to, kaip medžiaga yra auginama, apdorojama ir paruošta dirbti su elektrolitais.

"Superkontakto veikimas priklauso ne tik nuo elektrodo medžiagos geometrijos, bet ir priklauso nuo elektrolito tipo ir jo sąveikos su elektrodu", - teigė Homi Bhabha nacionalinio instituto Indira Gandhi centro atominių tyrimų centras Subrata Ghosh. "Siekiant pagerinti prietaiso energijos tankį, (elektrinis) potencialus langų didinimas bus vienas pagrindinių veiksnių."

Šią savaitę " Applied Physics Journal" paskelbtame dokumente "Ghosh" ir mokslininkų komanda atrado būdų, kaip pagerinti medžiagos "supercapacitance" savybes.

Remiantis modeliavimu, VGN turėtų būti suteikta galimybė teikti didelius įkrovimo saugojimo pajėgumus, o mokslinė bendruomenė bando atrakinti raktus, siekiant teoriškai pasiekti efektyvumo lygį. Reikalingi patobulinimai yra perspektyvūs, pavyzdžiui, didesnis talpos vienam medžiagos vienetui, didesnis sulaikymas, mažesnis vidinis atsparumas ir didesnės elektrocheminės įtampos intervalai (potencialūs langai).

"Mūsų motyvacija buvo pagerinti VGN našumą", - sakė Ghosh. "Mes imamės dviejų strategijų: viena yra naujo elektrolito išradimas, o kita -" VGN "struktūros tobulinimas cheminiu būdu aktyvuojant. Dėl to abiejų rūšių derinys žymiai padidina įkrovimo saugojimą."

Mokslininkų komanda apdorojo VGNs su kalio hidroksidu (KOH), kad aktyvuotų elektrodus, o tada apdoroti elektrodai galėjo sąveikauti su hibridiniu elektrolitu, išbandydami elektrinį dvigubą sluoksnį elektrodo / elektrolito sąsajoje. Jie taip pat ištyrė VGN morfologiją, paviršiaus drėgnumą, kolumbišką efektyvumą ir apimtį.

Naujas elektrolitas, kurį jie sukūrė, yra hibridas, kuris jungia vandens ir organinių elektrolitų pranašumus naujos hibridinės organinės vandeninės versijos, kuri padeda padidinti VGN kompresoriaus našumą. Naudodami organinę druską tetraetilamonio tetrafluorboratą (TEABF4) rūgštiniame vandeniniame sieros rūgšties tirpale (H2SO4) jie sukūrė elektrolitą, kuris išplėtė prietaiso veikimo langą.

VGN architektūros tobulinimas buvo susijęs su KOH aktyvacijos procesu, kuris įskleidė deguonies funkcinę grupę į elektrodą, patobulėjo elektrodo drėkinamumas, sumažino vidinį atsparumą ir penkis kartus pagerino VGN talpos. "Ghosh" sakė, kad popieriaus įjungimo būdas gali būti taikomas ir kitoms "supercapacitor" įrenginiams, kurie yra pagrįsti nanoarchitektura.

"Vandeniniai ir organiniai elektrolitai plačiai naudojami, tačiau jie turi savo privalumų ir trūkumų", - sakė jis. "Taigi atsirado hibridinio elektrolito samprata."

menu
menu