Un protocole est présenté à étudier métallique multi-électrons / systèmes de batteries de l'air en utilisant la technologie développée pour la précédente cellule zinc / air. Test électrochimique est alors effectué sur des batteries fabriquées pour évaluer la performance.
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Dans cet article
Résumé
Résumé
Une technique pour étudier les propriétés et les performances des nouveaux systèmes de batterie métal / air multi-électron est proposé et présenté. Procédé de synthèse d'nanoscopique VB 2 est présenté ainsi que la procédure étape par étape d'application d'un revêtement d'oxyde de zirconium pour les deux particules VB de stabilisation lors de la décharge. Le processus de démontage des cellules zinc / air existant est représenté, dans la construction d'addition de la nouvelle électrode de travail afin de remplacer l'anode de la cellule zinc / air classique avec un nanoscopique la VB 2 anode. Enfin, le rejet de la VB terminé 2 / batterie air est rapporté. Nous montrons que l'utilisation de la pile zinc / air comme un banc d'essai est utile de fournir une configuration cohérente pour étudier la performance de la haute énergie de grande capacité nanoscopique VB 2 anode.
Introduction
Vanadium diborure d'anode a entre la capacité de charge volumique la plus élevée de tout matériau d'anode. Ce protocole introduit une méthode pour l'étude de ce matériau fascinant. Métallique de zinc a été le matériau d'anode prédominante dans des systèmes aqueux primaire due à haute volumétrique à deux électrons du métal de zinc et gravimétriques des capacités de stockage de charge de 5,8 kAh L -1 et 820 Ah kg-1, respectivement. * La pile au zinc-carbone, connu sous le nom la cellule Leclanché, a été introduite dans le 19 ème siècle, alliant une anode en zinc avec un dioxyde de manganèse (collecteur de co....
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Protocole
1. Préparation Nano-VB 2
Nanoscopique VB 2 est directement synthétisée à partir de vanadium élémentaire et du bore par broyage à boulets dans un rapport molaire de 1:2.
- Nettoyer un ml tungstène bol de broyage 50 carbure et dix billes en carbure de tungstène de 10 mm. Sec à l'air dans un four à 100 ° C pendant 1 heure pour s'assurer que toute l'eau soit évaporée.
- Nettoyez l'intérieur du bol de broyage afin de s'assurer qu'aucun résidu reste, répétez l'étape 1.1 si des résidus est visible.
- Purger l'antichambre d'une boîte à gants avec de l'argon 3x ....
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Résultats
Test électrochimique est effectuée pour déterminer la performance de VB 2 / piles de l'air. Les résultats obtenus pour plusieurs cellules fournissent des preuves pour la reproductibilité de la performance de la cellule. Figure 1 compare le VB 2 / batteries de l'air au cours d'une 3000 ohms (à gauche) et 1000 ohms (à droite) décharge. A noter que la tension de décharge, de même que la fraction de 4060 Ah kg -1 capacité intrinsèque est supérieure à la nanoscopi.......
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Discussion
La construction de la VB 2 / batterie air de cette manière donne la possibilité d'étudier et d'enquêter sur les onze électrons par transfert de charge de la molécule qui se produit, en prévoyant la possibilité d'une nouvelle batterie haute capacité. Si les résultats obtenus ne démontrent pas des résultats reproductibles, assurez-vous que tout le matériau d'anode en zinc a été retiré de la batterie, qu'il ya une dispersion uniforme de matière active sur le bouchon, et que les cellules sont .......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs, Chris Rhodes, Ruben Lopez, Xuguang Li, Mahesh Waje, et Matthew Mullings sont des employés de Lynntech Inc.
Remerciements
Les auteurs tiennent à remercier le Prix de la Fondation nationale des sciences 1006568 pour le financement de ce projet.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| MATERIALS | |||
| Boron | Alfa Aesar | 11337 | |
| Diethyl Ether | J.T. Baker | 9244-06 | 4L |
| Epoxy | Loctite | Heavy Duty 5 min temps de prise | |
| Alcool | |||
| Panasonic 675 Zinc/Air cell | Panasonic | PR675H | Fabriqué au Japon ( non allemand) |
| C-NERGY Super C65 | Timcal | Graphitic carbon black | |
| Vanadium | Aldrich | 262935 | |
| Vanadium Diboride | American Elements | 12007-37-3 | |
| Zirconium Chloride | Spectrum | Z20001 | |
| EQUIPTMENT | |||
| 50-mL flacon à fond rond | Fisher Scientific Co LLC | CG151001 | |
| Pince coupante diagonale | Quincaillerie | ||
| Plaque chauffante | IKA | C-MAG HS 7 | |
| Boîte à gants | Labconco | Precision Basic | |
| Ten 10 mm billes en carbure de tungstène | Lab Synergy | 55.0100.08 | |
| Pot de fraisage en carbure de tungstène | Lab Synergy | 50.8600.00 | |
| Lame de rasoir | Quincaillerie | ||
| Retsch PM 100 broyeur planétaire à boulets | Retsch | 205400003 | |
| Barre d’agitation | VWR International | 58947-140 |
Références
- Linden, D., Reddy, T. B. Handbook of Batteries. , 4th, McGraw-Hill. New York. (2010).
- Rogulski, Z., Czerwin'ski, A. Cathode Modification in the Leclanche' Cell. Journal of Solid State Electrochemistry. 7, 118-121 (2003).
- Neburchilov, V., Wang, H., Martin, J. J., Qu, W.
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Réimpressions et autorisations
