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碘碳电极将所有化学能存储在固态碘颗粒中

更新时间:2020-11-10 15:36    来源:未知    点击数:
 

  在拉曼光谱中研究人员利用光和物质的相互作用来观察材料的结构或特性。通过小角度X射线散射(SAXS),可以观察到电化学反应中的结构变化。两种方法都是现场现场操作,那是, 在专门开发的电化学电池的充电和放电过程中进行现场操作。?

  经过有针对性的改进后,混合超级电容器现在可以用作固定电能存储的替代方案,这很安全 非易燃, 低成本且可持续。E.G,为了在私人家庭中储存光伏电池,这是一个有吸引力的选择。?

  目前,锂离子电池技术的主要缺点是缺乏安全性, 可持续性和可回收性。并且原材料(例如钴)的供应受到限制。在寻找替代性的电化学能量存储系统以进行电力运输和可再生能源的存储时,通过组合电池和电容器形成的“混合超级电容器”具有广阔的前景。它的充电和放电速度与电容器一样快,而且它可以存储几乎与传统电池一样多的能量。与传统电池相比,它可以更快更频繁地充电和放电,锂离子电池的使用寿命只有几千倍,超级电容器的充电周期约为一百万次。?

  Prehal说:“在电子显微镜和纳米分析研究所(FELMI)和格拉茨工业大学的软物质应用实验室,首次, 原位拉曼光谱和原位SAXS在具有NaI电解质的混合超级电容器上进行。为了现场研究SAXS,我们为电池和电化学储能设备开发了一种特殊的测量单元。“研究表明,现场SAXS非常适合跟踪纳米级超级电容器或电池的结构变化。并且可以在充电和放电期间直接操作。因此,这种新的研究方法在电化学储能领域具有广阔的应用前景。

  这种混合超级电容器的可持续性很高,由碳和碘化钠电解质组成,带有正极电池电极和负极超级电容器电极,但是它尚未得到充分开发。格拉茨工业大学的研究人员进行了更详细的研究,探索该超级电容器的电化学能量存储的工作原理,碳电极的纳米级孔中会发生什么。首席研究员克里斯蒂安·普雷哈尔说:“我们研究的系统包括纳米孔碳电极和碘化钠电解质。那就是盐水。因此,该系统特别环保, 划算的 不可燃,易于回收。“?

  借助小角度X射线散射和拉曼光谱,研究人员首次证明,充电时, 固态碘纳米颗粒形成在电池电极的碳纳米孔中,这些颗粒在放电过程中再次溶解。Christian Prehal说:“纳米孔中固体碘的填充程度决定了电极中可以存储多少能量。碘碳电极将所有化学能存储在固态碘颗粒中,因此, 它的储能能力可以达到很高的水平。“这项新的基础知识为开发混合超级电容器或电池电极开辟了道路。它具有无与伦比的高能量密度和极快的充电和放电过程。在过去的几年里,研究员QamarAbbas已成功研究并进一步开发了这种混合电容器。?

  Gasgoo类似于电池,超级电容器适用于重复存储电能。据国外媒体报道,格拉茨技术大学(TuGraz)的研究人员提出了一种特别安全和可持续的超级电容器。

  ?(图片techxplore)