新宝glg创造奇迹ALS揭示了先进电池技术背后的根
发布时间:2020-03-23 03:59
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als揭示了先进电池技术背后的根本反应

固态锂空气电池(橙色突出显示)放置在劳伦斯伯克利国家实验室高级光源(als)的测试室内,准备使用x射线光电子显微镜进行测试

图片由als的eva mutoro和ethan crumlin提供

科学家使用位于加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的高级光源测试了新型的锂空气电池固态版本,研究了发生的电化学反应并显示了锂与氧之间的反应

先进的锂空气电池在充电和放电过程中的确切位置始终无法直接观察到

现在,麻省理工学院研究人员开发的一项新技术有望改变这一现状,从而可以研究这种电化学活性

该研究刚刚发表在《科学报告》杂志上

论文的高级作者盖尔·肯德尔(gail e. kendall)机械工程与材料科学与工程学副教授杨绍恩(yang shao-horn)说,常规锂空气电池内部发生的反应很复杂

她说,我们专注于找出在充电和放电期间实际发生的情况

为此,需要在世界上仅有的能够进行此类实验的两个设施之一中使用一种特殊的高强度x射线照明:美国劳伦斯伯克利国家实验室(lbnl)的高级光源(als)

加利福尼亚

该设备使研究电极表面发生的电化学反应成为可能,并显示了随着施加到电池上的电压的变化,锂和氧之间的反应

shao-horn说,这些测试使用了新型的固态锂空气电池,这是通过与oak ridge国家实验室(ornl)的nancy dudney及其同事的合作实现的

这种电池在放电时会吸入一些锂离子,将氧气转化为过氧化锂

新宝glg创造奇迹官网shao-horns实验室的博士后lu yi-chun lu和今年获得mit博士学位的ethan crumlin现已成为lbnl的博士后,他们能够生成详细的反应谱图,并展示该反应在金属氧化物表面是可逆的

陆和克鲁姆林是新研究论文的主要作者

这组作者说,对锂如何与氧气反应缺乏了解阻碍了实用的锂空气电池的发展,但是这种电池的储能潜力是当今给定锂离子电池的四倍

重量,因此在其他用途中可能成为关键的能量存储技术

现有的大多数锂空气电池在充电和放电期间会遭受大量能量损失,并且无法成功地维持重复循环

crumlin说,使用als可以在真实环境条件下进行广泛的电化学研究,包括研究我们特别设计的固态二氧化锂电池表面化学的能力

这种详细研究此类电池反应的新方法可以帮助研究人员寻求设计更好的电池

shao-horn说,对锂空气电池的这种改进可以潜在地提高往返效率(充电和放电之间的能量保持)和循环寿命(多次充电和放电的能力)

这项研究表明,使用金属氧化物作为氧电极可以潜在地使锂空气电池在许多操作循环中保持其性能

本研究中使用的设备纯粹是为研究目的而设计的,而不是作为一种实际的电池设计

卢说,如果将其复制到真实的电池中,这种设计可以大大提高锂空气电池的寿命

shao-horn说,这个团队开发的观察方法可能对研究反应远远超出锂空气电池首页的意义

她说,这项研究指出了研究电化学能量存储反应机理的新范式

她说,我们可以使用这种技术来研究大量的反应

它使我们可以研究大量与电化学能量有关的不同过程

罗马萨皮恩扎大学化学教授布鲁诺·斯科萨蒂(bruno scorsati)说,这项工作是一种新颖而复杂的方法

scorsati补充说,这项研究标志着这些超高能存储系统的科学和技术进步迈出了一步

这项工作还包括ornl,als和mit的其他六名研究人员,部分由国家科学基金会和美国能源部资助

经mit新闻许可转载

新宝glg创造奇迹综合报道

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