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新研究發(fā)現(xiàn)氫元素有助于顯著提升鋰離子電池的性能

2015-11-10 08:17 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:cnbeta網(wǎng)站 來源:cnbeta網(wǎng)站
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最常見的還是3D石墨烯納米泡沫材料,你可以在許多類型的電化學(xué)存儲媒介中找到它,包括氫罐、超級電容、能量吸著劑、以及鋰電池。 ...

  最常見的還是3D石墨烯納米泡沫材料,你可以在許多類型的電化學(xué)存儲媒介中找到它,包括氫罐、超級電容、能量吸著劑、以及鋰電池。

  此外,它也被用于過濾、絕緣、以及海水淡化系統(tǒng)。科學(xué)家們相信,所有這些應(yīng)用都會得益于這項新研究,并迎來不同程度的改善。

  操作中的‘葉建超’與在一旁觀看的Morris Wang。

  原子氫是在石墨烯生產(chǎn)過程中的殘留物,但其在點存儲應(yīng)用中的角色則有些不太好理解。眾所周知,氫吸附劑會影響石墨烯的結(jié)構(gòu)。如果沒有氫元素摻雜,它理論上就是一個不導(dǎo)電的絕緣體了。

  LLNL的目標是找到氫與石墨烯在生產(chǎn)過程中的關(guān)系到底如何,以及如何操縱和改進用于存儲媒介的石墨烯質(zhì)量。團隊的實驗涉及了在低溫下處理石墨烯與氫,這會導(dǎo)致石墨烯被氫元素打開一個小破孔,使鋰能夠更輕易地穿透。

  在鋰離子電池中,這一改進不僅可以提升其放電功率,也能夠增強其吸收能力。此外,由于鋰能夠更輕易地約束到石墨烯材料邊緣的地方,整體容量也會得到提升。

  3D GNFs的電化學(xué)性能。

  LLNL科學(xué)家Brandon Wood說到:

  我們發(fā)現(xiàn)了通過氫處理來大幅提升石墨烯納米泡沫電極材料額定容量的方法,將實驗結(jié)果與詳細模擬結(jié)合之后,我們能夠跟蹤改進這種介于缺陷和游離氫之間的微妙相互作用。這會導(dǎo)致石墨烯化學(xué)和形態(tài)學(xué)的一些細微變化,并證實對性能有著巨大且驚人的影響。

  不過文章作者也指出,他們的實驗并未回答一些關(guān)鍵問題,比如如何優(yōu)化缺陷的密度、以及如何找到氫與石墨烯材料的最佳結(jié)合點,以便明確地讓鋰離子電池取得更高的能量密度。

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