Name: تمديد العمر الافتراضي للبطاريات القابلة للذوبان يؤدي تدفق مع مضافة خلات الصوديوم (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 35 s
Description: اكتشف طريقة تمديد العمر الافتراضي لبطاريات الرصاص القابلة للذوبان باستخدام خلات الصوديوم كمضافة للإلكتروليت. يُحسّن هذا البروتوكول الاقتصادي من أداء تخزين الطاقة بشكل ملحوظ.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

وأيده هذا العمل بوزارة العلوم والتكنولوجيا، R.O.C.، تحت رقم التمويل من مجلس الأمن القومي 102-2221-ه-002-146-، ومعظم 103-2221-ه-002-233-، ومعظم 104-2628-E-002-016-MY3.

1-تشييد خلية كوب سلفب مع مضافة خلات الصوديوم
ملاحظة: هذا المقطع يصف الإجراءات لإنشاء خلية كوب سلفب مع مادة مضافة لتجربة ركوب طويلة الأجل. ويشمل البروتوكول إعداد المنحل بالكهرباء وبدون مضافات والمعالجة القطب والجمعية الخلية وكفاءة العمليات الحسابية.
<ol><li>
إعداد ميثانيسولفوناتي الرصاص (1 ل، 1 م كمثال)
	<ol>
<li>في غطاء الدخان، إضافة 274.6 ز حمض ميثانيسولفونيك (MSA، 70 في المائة) إلى أخلطه مع التحريك بقضيب إثارة. حل البدل مع 300 مل مياه (دي).</li>
		<li>إعداد ز 223.2 أكسيد الرصاص (II) (98%)، وإضافة العلاوات الدورية إلى الكأس المذكورة آنفا حتى يذوب أكسيد الرصاص مستعدة تماما.</li>
		<li>التصفية من خلال القمع [بشنر] مع ورقة تصفية السليلوز 70 مم لفصل أي أكسيد الرصاص أونديسولفيد.</li>
		<li>كرر هذا الإجراء لثلاث مرات. إضافة المياه دي لتصل إلى 1 لتر في الحجم الإجمالي.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
إعداد المنحل بالكهرباء دون مضافات (300 مل)
	<ol>
<li>إضافة 20.595 ز بدل (70 في المائة) إلى كوب. إضافة 150 مل ميثانيسولفوناتي الرصاص 1 م استعداد للكأس نفسه.</li>
		<li>إضافة المياه دي تصل إلى 300 مل في الحجم الإجمالي ويقلب اﻻلكتروﻻيت حتى المختلطة بشكل موحد، والنتائج في حل من ميثانيسولفوناتي الرصاص 0.5 متر مختلطة مع 0.5 م بدل.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
إعداد من الكهرباء مع خلات الصوديوم (300 مل)
	<ol>
<li>إضافة 20.595 ز بدل (70 في المائة) إلى كوب. إضافة 150 مل ميثانيسولفوناتي الرصاص 1 م استعداد للكأس نفسه.</li>
		<li>إضافة ز 1.23 من نواك (98 في المائة) إلى الكأس كعامل مضافة.</li>
		<li>إضافة المياه دي تصل إلى 300 مل في الحجم الإجمالي ويقلب اﻻلكتروﻻيت حتى تمتزج صورة موحدة، مما يؤدي إلى حل 0.5 م الرصاص ميثانيسولفوناتي وحمض ميثانيسولفونيك 0.5 م خلات الصوديوم 50 مم.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
المعالجة مسبقة أقطاب الإيجابية والسلبية
	<ol>
<li>مرارا وتكرارا البولندية الإيجابية (مركب الكربون التجاري) والسلبية (النيكل) كهربائي مع الصنفرة (أكسيد الألومنيوم، P100) حتى لا شوائب مرئية يتم ترك وشطف ثم أقطاب مع المياه دي.</li>
		<li>إضافة 20.83 غرام كلوريد الهيدروجين (35 في المائة) في المياه 200 مل دي ويقلب الحل حتى يذوب كل من كلوريد الهيدروجين.</li>
		<li>تزج مسرى إيجابية كاملة في استعداد م 1 كلوريد الهيدروجين الحل بين عشية وضحاها لإزالة الشوائب على سطح القطب.</li>
		<li>شطف مسرى إيجابيا جيدا بالماء دي وجاف مسرى مع مساحات مهمة حساسة. الشريط من جانب واحد لكل قطب كهربائي باستخدام الشريط تترافلوروايثيلين (PTFE) بينما تعرض على الجانب الآخر من أقطاب كهربائية.</li>
		<li>إعداد حل آخر مع ز 3.03 من نترات البوتاسيوم (99 ٪) و 300 مل دي المياه، مما يؤدي في محلول نترات البوتاسيوم 0.1 M.</li>
		<li>تزج أقطاب الإيجابية والسلبية في نترات البوتاسيوم 0.1 M مع السطح المكشوفة التي تواجه كل قطب كهربائي.</li>
		<li>تطبيق محتملة من 1.80 الخامس مقابل Ag/AgCl للقطب إيجابية لمدة 5 دقائق. وفي وقت لاحق، تطبيق محتملة من-1، 0 الخامس مقابل Ag/AgCl للقطب إيجابية لمدة 2 دقيقة.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
تجميع على خلية الكأس سلفب
	<ol>
<li>إرفاق pretreated الأقطاب الموجبة والسالبة للوحة تحديد الموضع قطب الصنع لمسافة ثابتة قطب. وضع المجلس تحديد المواقع جنبا إلى جنب مع أقطاب في كوب تخطيطياً يتضح في الشكل رقم 1 وإضافة المنحل بالكهرباء إلى الكأس حتى مستوى معين من الغمر.</li>
		<li>مكان محرض مغناطيسي إلى الكأس، ضع الكأس على طبق ساخن والسيطرة على معدل التناوب محرض. الاتصال اختبار البطارية الأقطاب وتغطي الخلية أخلطه مع غلاف بلاستيكي لمنع التبخر.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
حساب كفاءة البطارية
	<ol>
<li>بعد اتهام جالفانوستاتيك والتفريغ، حساب كفاءة البطارية كالتالي: كولومبيك الكفاءة:<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/58484/58484eq1.jpg"> فعالية الجهد:<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/58484/58484eq2.jpg"> كفاءة الطاقة:<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/58484/58484eq3.jpg"> هنا، يدل Q كولومبس اتهم خرج يعادل الإلكترونات و الخامس الجهد تطبيق/الإخراج ه مجموع الطاقة المخزنة المستهلكة.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2-إلقاء مؤشر القياس
ملاحظة: هذا المقطع يصف الإجراءات لقياس مؤشر رمي (TI) من اليكتروديبوسيت في أقطاب إيجابية في الخلايا سلفب. عكس دور أقطاب الإيجابية والسلبية يسلم مجموعة أخرى من النتائج منظمة الشفافية الدولية. هنا، هو التحقيق TI باستخدام خلية لوم هارينج الصنع تخطيطياً كما مبين في الشكل 2.
<ol><li>
قياس
	<ol>
<li>زن وسجل اثنين من أقطاب إيجابية على التوالي قبل التجارب.</li>
		<li>ضع القطب السلبي في وسط خلية لوم هارينج والقطب إيجابية واحدة بنسبة مسافة من 1 من قطب السلبية. ضع القطب الإيجابي الثاني في آخر نسبة المسافة من قطب السلبية (خذ 6 كمثال في الشكل 2).</li>
		<li>تزج قطبين الإيجابية والقطب سلبية واحدة مع مساحة السطح مغمورة نفسه (2 سم2 هنا) في الخلية هارينج-بلوم بالكهرباء للفائدة.</li>
		<li>تطبيق كثافة الحالية الخاضعة للرقابة (20 mA·cm-2 هنا) في أقطاب كهربائية باستخدام جهاز اختبار بطارية. الاضطلاع بتهمة جالفانوستاتيك لمدة معينة (30 دقيقة هنا).</li>
		<li>وبعد الطلاء، شطف قطبين إيجابية مع المياه دي وتجفيفها في درجة حرارة الغرفة بين عشية وضحاها.</li>
		<li>تزن وسجل اثنين من أقطاب الإيجابية مرة أخرى على التوالي وحساب نسبة توزيع المعادن (المقاوم) وفقا للمعادلة المذكورة أدناه.</li>
		<li>تكرار التجارب المشار إليها أعلاه عن طريق وضع القطب الإيجابي الثاني في نسب المسافة الخطية المختلفة (من اليسار) للحصول على الرسم التخطيطي TI (تختلف من 6 إلى 1 هنا).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
حساب
	<ol>
<li>على سبيل مثال، اعتبار اﻷنود الكهربائي للفائدة، وتحديد كل البيانات في الرسم التخطيطي لمنظمة الشفافية الدولية بقياس المقاوم مقابل LR، التي يتم حسابها كالتالي: <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/58484/58484eq7.jpg"> <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/58484/58484eq8.jpg">
</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. إعداد نموذج وزارة شؤون المرأة
<ol><li>شطف قطب الجرافيت مع المياه دي وجاف في درجة حرارة الغرفة بعد الطلاء الكهربائي.</li>
	<li>شهد شريحة الكرافيت إلى حجم العينة المطلوب بالماس مع الرعاية. جبل العينة القطب الباردة وثم ميكانيكيا البولندية مع 14، 8 و 3 ميكرومتر كربيد السيليكون الرمال ورقات، وفي وقت لاحق.</li>
	<li>كذلك البولندية العينات مع تعليق الماس ميكرومترات 1 و 0.05 ميكرومتر Al2O3. إيداع العينة المركبة الباردة مع البلاتين وإرفاقه مع أشرطة النحاس لضمان التوصيل للمراقبة ووزارة شؤون المرأة.</li>
</ol>

<ol><li>Soloveichik, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow+batteries%3A+current+status+%26+trends%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Flow batteries: current status & trends.</a> Chemical Reviews. 115 (20), 11533-11558 (2015).</li>
<li>Ravikumar, M. K., Rathod, S., Jaiswal, N., Patil, S., Shukla, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+renaissance+in+redox+flow+batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Solid+State+Electrochemistry%22%5BJournal%5D)">The renaissance in redox flow batteries.</a> Journal of Solid State Electrochemistry. 21 (9), 2467-2488 (2017).</li>
<li>Hazza, A., Pletcher, D., Wills, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery%3A+A+lead+acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29+Part+I.+Preliminary+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery: A lead acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II) Part I. Preliminary studies.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 6 (8), 1773-1778 (2004).</li>
<li>Pletcher, D., Wills, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery%3A+A+lead+acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29+Part+II.+Flow+cell+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery: A lead acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II) Part II. Flow cell studies.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 6 (8), 1779-1785 (2004).</li>
<li>Pletcher, D., Wills, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery-a+lead+acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29.+III.+The+influence+of+conditions+on+battery+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery-a lead acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II). III. The influence of conditions on battery performance.</a> Journal of Power Sources. 149, 96-102 (2005).</li>
<li>Hazza, A., Pletcher, D., Wills, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery-a+lead+acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29.+IV.+The+influence+of+additives%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery-a lead acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II). IV. The influence of additives.</a> Journal of Power Sources. 149, 103-111 (2005).</li>
<li>Pletcher, D., Zhou, H., Kear, G., Low, C. T. J., Walsh, F. C., Wills, R. G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery-A+lead-acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29.+V.+Studies+of+the+lead+negative+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery-A lead-acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II). V. Studies of the lead negative electrode.</a> Journal of Power Sources. 180 (1), 621-629 (2008).</li>
<li>Pletcher, D., Zhou, H., Kear, G., Low, C. T. J., Walsh, F. C., Wills, R. G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery-A+lead-acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29.+Part+VI.+Studies+of+the+lead+dioxide+positive+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery-A lead-acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II). Part VI. Studies of the lead dioxide positive electrode.</a> Journal of Power Sources. 180 (1), 630-634 (2008).</li>
<li>Li, X., Pletcher, D., Walsh, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+flow+battery%3A+a+lead+acid+battery+based+on+an+electrolyte+with+soluble+lead+%28II%29.+Part+VII.+Further+studies+of+the+lead+dioxide+positive+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">A novel flow battery: a lead acid battery based on an electrolyte with soluble lead (II). Part VII. Further studies of the lead dioxide positive electrode.</a> Electrochimica Acta. 54 (20), 4688-4695 (2009).</li>
<li>Krishna, M., Fraser, E. J., Wills, R. G. A., Walsh, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developments+in+soluble+lead+flow+batteries+and+remaining+challenges%3A+An+illustrated+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Energy+Storage%22%5BJournal%5D)">Developments in soluble lead flow batteries and remaining challenges: An illustrated review.</a> Journal of Energy Storage. 15, 69-90 (2018).</li>
<li>Lin, Y. -T., Tan, H. -L., Lee, C. -Y., Chen, H. -Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stabilizing+the+electrodeposit-electrolyte+interphase+in+soluble+lead+flow+batteries+with+ethanoate+additive%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Stabilizing the electrodeposit-electrolyte interphase in soluble lead flow batteries with ethanoate additive.</a> Electrochimica Acta. 263, 60-67 (2018).</li>
<li>Oury, A., Kirchev, A., Bultel, Y., Chainet, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PbO2%2FPb2%2B+cycling+in+methanesulfonic+acid+and+mechanisms+associated+for+soluble+lead-acid+flow+battery+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">PbO2/Pb2+ cycling in methanesulfonic acid and mechanisms associated for soluble lead-acid flow battery applications.</a> Electrochimica Acta. 71, 140-149 (2012).</li>
<li>Oury, A., Kirchev, A., Bultel, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+response+of+lead+dioxide%2FLead+%28II%29+galvanostatic+cycling+in+methanesulfonic+acid%3A+a+morphologico-kinetics+interpretation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+The+Electrochemical+Society%22%5BJournal%5D)">Potential response of lead dioxide/Lead (II) galvanostatic cycling in methanesulfonic acid: a morphologico-kinetics interpretation.</a> Journal of The Electrochemical Society. 160 (1), A148-A154 (2013).</li>
</ol>

ليس لدينا شيء الكشف عنها.

وتصف هذه الورقة طريقة مقتصدة لتمديد دورة حياة سلفبس: عن طريق استخدام عامل نواك كمضافة المنحل بالكهرباء. هي preprocessed دفعة جديدة الكرافيت ولوحات النيكل المذكور في الخطوة 1 قبل تجارب ركوب طويلة الأجل. لأنه قد يتسبب عدم تناسق بين الأقطاب الكربونية التجارية انحراف الأداء سلفبس، أمر حاسم لإزالة الرواسب السطحية المعالجة الفيزيائية الكيميائية في "الخطوة 1، 4". الجزء الثاني من "الخطوة 1-4" تستخدم الطرق الكهروكيميائية لإزالة الشوائب التي قد تحفز تفاعلات الأكسدة والاختزال بين الإمكانات من 0 إلى 1.8 V مقابل Ag/AgCl. كما...

مصادر الطاقة المتجددة بما في ذلك الطاقة الشمسية والرياح وقد وضعت على مدى عقود، ولكن طبيعتها متقطعة يطرح تحديات كبيرة. لشبكة طاقة مستقبلا مع مصادر الطاقة المتجددة التي أدرجت، استقرار الشبكة وتحميل الاستواء حاسمة ويمكن أن يتحقق عن طريق إدماج تخزين الطاقة. الأكسدة والاختزال تدفق البطاريات (هيئات مصائد الأسماك) أحد الخيارات الواعدة لتخزين الطاقة على نطاق الشبكة. هيئات مصائد الأسماك التقليدية تحتوي على أغشية الأيوني الانتقائي التي تفصل بين الأنوليت والكاتوليت؛ على سبيل المثال، أظهرت رفب الفاناديوم كل تعمل بكفاءة عالية وطويلة دورة الحياة1،2. حصتها في السوق كمخزن للطاقة غير محدودة للغاية جزئيا بسبب مواد تضم مكلفة والأغشية الأيوني الانتقائي غير فعالة. من ناحية أخرى، تقدم بطارية تدفق يؤدي تدفق واحد قابل لذوبان (سلفب) بليكتشير et al. 1 , 2 , 3 , 4 , 5-"سلفب" الغشاء أقل لأنه يحتوي على واحد فقط من الأنواع النشطة، أيونات Pb(II). أيونات Pb(II) هي مطلي في مسرى إيجابية ك PbO2 ومسرى السلبية كالجريدة الرسمية في وقت واحد أثناء الشحن، وتحويل مرة أخرى إلى Pb(II) أثناء أداء. وهكذا يحتاج سلفب مضخة تداول واحدة وواحد اﻻلكتروﻻيت صهريج تخزين فقط، الذي بدوره يمكن أن يؤدي إلى تخفيض رأس المال والتكاليف التشغيلية بالمقارنة مع هيئات مصائد الأسماك التقليدية. المنشورة دورة حياة سلفبس، ولكن حتى الآن محدودة لدورات أقل من 200 تحت التدفق الطبيعي الظروف6،،من78،9،10.
العوامل التي تؤدي إلى حياة دورة سلفب قصيرة يقترن مبدئياً ترسب/انحلال PbO2 في مسرى إيجابية. أثناء عمليات الشحن/التفريغ، وجدت الحموضة المنحل بالكهرباء بزيادة أكثر من11من دورات عميق أو المتكررة، والبروتونات التي اقترحت للحث على توليد طبقة التخميل من غير المقايسة PbOx12، 13-سفك PbO2 ظاهرة أخرى تتعلق بتدهور سلفب. إلقاء PbO2 الجسيمات لا رجعة فيها ويمكن الاستفادة من لم يعد. انخفاض كفاءة coulombic (CE) سلفبس بالتبعية بسبب التفاعلات الكهروكيميائية غير متوازن، فضلا عن اليكتروديبوسيتس المتراكمة في كل أقطاب. لتمديد دورة حياة سلفبس، تثبيت pH تقلب وهيكل اليكتروديبوسيت الحاسمة. يوضح ورقة صدرت مؤخرا تعزيز الأداء وتمديد دورة حياة سلفبس مع إضافة خلات الصوديوم (ناواك) في ميثانيسولفونيك اﻻلكتروﻻيت11.
ويرد هنا، بروتوكول مفصل لتوظيف نواك كمادة مضافة للكهرباء ميثانيسولفونيك في سلفبس. يظهر أداء سلفب أن يتعزز ويمكن تمديد العمر بأكثر من 50 في المائة بالمقارنة مع سلفبس دون إضافات نواك. وباﻹضافة إلى ذلك، موضحة إجراءات لرمي قياس مؤشر (TI) ولأغراض المقارنة الكمي للآثار المضافة على اليكتروديبوسيشن. وأخيراً، يرد وصف لطريقة إعداد عينة مجهر الإلكتروني (SEM) المسح ضوئي اليكتروديبوسيت على أقطاب سلفب ويتجلى تأثير المواد المضافة على اليكتروديبوسيت في الصور المكتسبة.

<table><tbody><tr><td>ورق ترشيح السليلوز 70 مم</td><td>Advance</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Autolab</td><td>Metrohm</td><td>PGSTA302N</td><td></td></tr><tr><td>BT-Lab</td><td>BioLogic</td><td>BCS-810</td><td></td></tr><tr><td>قطب الكربون المركب التجاري</td><td>Homy Tech ، كثافة تايوان</td><td></td><td>1.75 جم سم < سوب > -3 < / سوپ > ، والتوصيل الكهربائي 330 ثانية سم < سوب > -1 < / سوپ ></td></tr> <tr><td>منشار الماس</td><td>بوهلر</td><td></td><td></td></tr><tr><td>حمض الهيدروكلوريك</td><td>SHOWA</td><td>0812-0150-000-69SW</td><td>35٪</td></tr> <tr><td>أكسيد الرصاص (II)</td><td>SHOWA</td><td>1209-0250-000-23SW</td><td>98٪</td></tr> <tr><td>Lutropur MSA</td><td>BASF</td><td>50707525</td><td>70٪</td></tr> <tr><td>لوحة النيكل</td><td>Lien Hung Alloy Trading Co., LTD., Taiwan,&nbsp;</td><td></td><td>99٪</td></tr> <tr><td>نترات البوتاسيوم</td><td>Scharlab</td><td>28703-95</td><td>99٪</td></tr> <tr><td>المسح المجهري الإلكتروني</td><td>JEOL</td><td>JSM-7800F</td><td>عند تسريع الجهد 15 كيلو فولت</td></tr><tr><td>أسيتات الصوديوم</td><td>SHOWA</td><td>1922-5250-000-23SW</td><td>98٪</td></tr> <tr><td>نظام تنقية المياه</td><td>Barnstead MicroPure</td><td></td> <td>&nbsp ؛ 18.2 إم وأوميغا. &nbsp; & سم</td></tr></tbody></table>

تمديد العمر الافتراضي للبطاريات القابلة للذوبان يؤدي تدفق مع مضافة خلات الصوديوم

Extending the Lifespan of Soluble Lead Flow Batteries with a Sodium Acetate Additive

في هذا التقرير، نقدم وسيلة لبناء بطارية تدفق الرصاص القابل للذوبان (سلفب) مع تمديد دورة حياة. بتوفير كمية كافية من خلات الصوديوم (نواك) للكهرباء، يتجلى على تمديد دورة حياة لأكثر من 50% سلفبس عبر جالفانوستاتيك طويلة الأجل الشحن/تفريغ التجارب. يتم التحقق من نوعية أعلى من اليكتروديبوسيت2 PbO في مسرى إيجابية كمياً للكهرباء أضاف نواك برمي قياسات مؤشر (TI). أيضا معرض الصور المكتسبة عن طريق فحص المجهر الإلكتروني (SEM) أكثر تكاملاً PbO2 مورفولوجيا سطح عند تشغيل في سلفب مع اﻻلكتروﻻيت أضاف نواك. هذا العمل يشير إلى أن التعديل المنحل بالكهرباء يمكن أن تكون طريقا معقولاً لتمكينها اقتصاديا سلفبس لتخزين الطاقة على نطاق واسع.

لتمديد دورة حياة سلفبس، يتم تزويد نواك كمضافة المنحل بالكهرباء. ركوب الدراجات أداء سلفبس مع أو بدون نواك المضافة يتم فحص بالتوازي، وتظهر النتائج في الشكل 3. لمقارنة كمية أسهل من دورة الحياة، نحدد "الموت" من سلفب كعند أقل من 80 في المائة تحت جالفانوستاتيك المستمر الشحن/تفريغ به م. الشكل 3 ألف و 3 باء وتبين أن حوالي 50% في دورة تمديد الحياة سلفب ويتحقق عند 50 مم نواك إضافة إلى الكهرباء من ميثانيسولفوناتي الرصاص 0.5...

ويرد على بروتوكول لبناء بطارية الرصاص القابل للذوبان التدفق مع عمر موسعة، في الصوديوم الذي تم توفيره خلات في الكهرباء ميثانيسولفونيك كمادة مضافة،.

In this report, we present a method for the construction of a soluble lead flow battery (SLFB) with an extended cycle life. By supplying an adequate ...

هذه الطريقة تمتد دورة الحياة من بطاريات تدفق الرصاص القابل للذوبان عن طريق استخدام خلات الصوديوم كمادة الكهارل المضافة، وهو نهج اقتصادي وفعال. وبالإضافة إلى ذلك، فإن تصميم خلية الكواب المستخدمة في هذه الطريقة هو مناسب لدراسة آثار المضافة المنحل بالكهرباء على تدفق واحد بطاريات تدفق الأكسدة. وسوف يكون الإجراء هو يونغ هونغ لاي، وهو وي تشان، وكاي روي بان، وهما طالبان جامعيان وطالب جامعي من مختبري.للبدء ، في غطاء الدخان ، صب 274.6 غراما من حمض الميثان 70 ٪ في منقار ، والبدء في اثارة مع شريط ضجة. إضافة 300 ملليلتر من المياه ديوند، والاستمرار في اثارة لمدة دقيقة إلى دقيقتين لخلط شامل الحل. ثم، إضافة 223.2 غرام من 98٪ الرصاص ثاني أكسيد إلى حل التحريك في ملعقة تلميح الحجم الزيادات.انتظر كل جزء لتذوب تماما قبل إضافة واحد المقبل. تصفية محلول الميثان الميثان الرصاص الناتج ثلاث مرات. تميّف إلى لتر واحد مع الماء الأيون، ويحركه لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات للحصول على حل واحد من العث.بعد ذلك، الجمع في منقار 20.595 غرام من 70٪ MSA، 150 ملليلتر من مولار الميثان الرصاص، و 1.23 غرام من خلات الصوديوم. تخفيف الخليط إلى 300 ملليلتر مع المياه الأيونية، ويحركه لمدة دقيقة إلى دقيقتين لجعل حل المنحل بالكهرباء مع خلات الصوديوم كمادة مضافة. بعد ذلك ، تلميع قطب الجرافيت العاري مع ورقة رملية من الألومنيوم P100-grit حتى لا تظهر أي شوائب.شطف القطب المصقول مع المياه ديونيد. ثم، إضافة 20.83 غرام من 35٪ حمض الهيدروكلوريك إلى 200 ملليلتر من المياه ديونيد، ويحرك جيدا للحصول على حل واحد المول من حمض الهيدروكلوريك. نقع القطب الجرافيت في الحل لمدة ثماني ساعات على الأقل.شطف بدقة القطب الجرافيت مع المياه ديونيد، وتجفيفه مع مسح مختبر الوبر المنخفض. البولندية قطب النيكل مع P100 حصى الصنفرة الألومنيوم، وشطفه بالماء غير المؤين، وتجفيفه بنفس الطريقة. ثم، التفاف الشريط polytetrafluoroethylene حول جانب واحد من كل قطب كهربائي، وترك جزء يتعرض لتكون متصلا باختبار البطارية.تذوب 3.03 غرام من نترات البوتاسيوم في 300 ملليلتر من المياه الأيونية. غمر الجانبين المكشوفين لكل من الأقطاب الكهربائية في محلول نترات البوتاسيوم هذا 0.1-المولار. أيضا، وضع مرجع الفضة والفضة كلوريد القطب في الحل.ثم، ربط الأقطاب الكهربائية إلى قويوستات. سوف يكون القطب الجرافيت العامل القطب الموجب، والالكترود النيكل عداد سيكون القطب السالب. تطبيق إمكانات 1.80 فولت مقابل كلوريد الفضة والفضة إلى القطب الموجب لمدة خمس دقائق.ثم، تطبيق احتمالية فولت واحد سالب مقابل كلوريد الفضة والفضة إلى القطب الموجب لمدة دقيقتين لإنهاء المعالجة المسبقة. شطف وتجفيف الأقطاب الكهربائية بعد ذلك. ثم قم بتوصيل الأقطاب الكهربائية المعالجة مسبقًا بلوحة تحديد موضع أقطاب كهربائية مخصصة.ضع لوحة تحديد المواقع على منقار مجهز ببار ضجة، وملأ الكوابر بالكهرباء حتى يصل الحل إلى المستوى المناسب. ضع تجمع الكوابر على لوحة ساخنة مثيرة، وتوصيل جهاز اختبار البطارية بالأقطاب الكهربائية. غطي خلية القارب بلف بلاستيكي لمنع التبخر قبل إجراء اختبار البطارية.يحرك الخليط في حوالي 200 دورة في الدقيقة أثناء الاختبار. لبدء عملية قياس مؤشر الرمي، قم بوزن قطبين كهربائيين إيجابيين وسجل كتلهما. وضع القطب السالب في موقف مركز جهاز خلية هارينج بلوم.وضع قطب واحد إيجابي في التجمع بالقرب من القطب السالب. ضع القطب الموجب الآخر على مسافة أكبر عدة مرات من المسافة بين القطب الموجب الأول والكترود السلبي. غمر القطب في المنحل بالكهرباء من الفائدة، وتوصيلها إلى اختبار البطارية.ابدأ الاختبار عن طريق شحن تجميع البطارية بكثافة تيار ثابتة تبلغ 20 مللي امبير في السنتيمتر المربع لمدة 30 دقيقة. بعد تنفيذ دورات الشحن التفريغ المطلوبة، شطف الأقطاب الكهربائية الإيجابية مع المياه غير المؤين والسماح لهم لتجف في الهواء المحيط بين عشية وضحاها. ثم، وزن الأقطاب الكهربائية الإيجابية، وحساب كمية المعادن مطلي على كل قطب كهربائي.كرر هذه العملية في نسب المسافة الخطية المختلفة، ثم إنشاء رسم تخطيطي لفهرس الرمي. لإعداد قطب الجرافيت الكهربائي لـ SEM ، قم أولاً بشطفه بالماء غير المؤين والسماح له بالجفاف في درجة حرارة الغرفة. ثم، استخدام منشار الماس لشريحة بعناية القطب إلى عينات من الحجم المطلوب.الباردة جبل عينة القطب الكهربائي، وإصلاحها في تلميع، وتلميع ميكانيكيا مع 14-8-وثمانية وثلاثة ملليمترات سيليكون كربيد الصنفرة في تسلسل. شطف العينة بالماء الأيون، وتجفيفه مع غاز النيتروجين بعد كل تلميع. ثم تلميع العينة مع تعليق الماس ملليمتر واحد، تليها الطين من 0.05 ملليمتر الألومينا في المياه الأيونية.بعد ذلك، إيداع طبقة من البلاتين على العينة المصقولة، وإرفاقه إلى منصة العينة مع الشريط النحاسي. الحصول على صور SEM من المواد مطلية بالكهرباء. إضافة خلات الصوديوم إلى القطب SLFB تمديد مدة دورة الشحن والتفريغ من قبل حوالي 50٪ إضافة خلات الصوديوم أيضا تحسين خصائص رمي في الأقطاب الكهربائية الإيجابية، كما هو مبين من قبل المنحدر الضحلة في مخطط مؤشر رمي.خلات الصوديوم لم يكن لها تأثير كبير على سلوك الطلاء في القطب السالب. وأظهرت صور SEM لأقطاب كهربائية إيجابية مطلية بأكسيد الرصاص IV في المنحل بالكهرباء مع خلات الصوديوم وبدونها أن المادة المضافة تتوافق مع سطح أكسيد الرصاص الرابع الأكثر سلاسة مع عيوب أقل. الشوائب تضر بأداء SLFBs.تأكد من أن أكسيد الرصاص يذوب تماما في MSA، وتصفية جميع المواد الصلبة المتبقية قبل استخدام المنحل بالكهرباء. وبمجرد حصاد عينة القطب مطلي، يمكن تنفيذ تقنيات أخرى لتكميم المواد مثل EBSD، نانويندينتكشن، أو الحيود بالأشعة السينية للحصول على نظرة ثاقبة تأثير المضافة على أقطاب القطب. تذكر أن تعد المنحل بالكهرباء في غطاء الدخان لأن الغاز الذي أطلق خلال هذا الإجراء يمكن أن تكون خطرة.

extending-lifespan-soluble-lead-flow-batteries-with-sodium-acetate

Research

JoVE Journal

Chemistry

الكيمياء

يوصف بروتوكول لبناء واختبار خلايا عملة من بطاريات ليثيوم أيون. وتعرض لإجراءات محددة لجعل القطب العمل، وإعداد القطب المضاد، وتجميع خلية داخل صندوق قفازات واختبار الخلية.

بناء واختبار خلايا كوين من بطاريات ليثيوم ايون

بطاريات ليثيوم أيون قابلة للاشتعال تستخدم الشوارد العضوية المتطايرة والتي هي مناسبة لتطبيقات درجة الحرارة المحيطة. وثمة بديل أكثر أمانا لالشوارد العضوية هي بطاريات بوليمر صلبة. بطاريات بوليمر صلبة تعمل بأمان في درجات حرارة عالية (&gt; 120 ° C)، مما يجعلها تنطبق على التطبيقات ارتفاع في درجة الحرارة مثل التنقيب عن النفط العميقة والسيارات الكهربائية الهجينة. وستناقش هذه الورقة (أ) تركيب البوليمر، (ب) آلية التوصيل البوليمر، و (ج) توفير الدراجات درجة الحرارة لكل من البوليمر الصلبة والشوارد العضوية.

الحالة الصلبة الشوارد كوبوليمر الكسب غير المشروع ليثيوم تطبيقات البطارية

وصفنا استخدام السنكروتروني الأشعة السينية طيف الامتصاص (XAS) وحيود الأشعة السينية (XRD) تقنيات لبحث تفاصيل العمليات إقحام / deintercalation في المواد الكهربائي ليثيوم أيون وبطاريات أيون الصوديوم. كل من في الموقع، وتستخدم التجارب خارج الموقع لفهم السلوك الهيكلية المناسبة لتشغيل الأجهزة...

توصيف مواد الكهربائي للبطاريات ليثيوم ايون وايون الصوديوم عن طريق تقنيات الإشعاع السنكروترون

وصفنا تصميم وبناء خلية كهروكيميائية لفحص المواد الكهربائي باستخدام الموقعي حيود النيوترونات مسحوق (NPD) في. نحن أعلق بإيجاز على بديل تصاميم خلية NPD في الموقع ومناقشة أساليب لتحليل المقابلة بيانات NPD الموقع المنتجة باستخدام هذه الخلية في.

في الموقع النيوتروني مسحوق حيود عن طريق تفصيل بطاريات ليثيوم أيون

يستخدم قياس السرعة بالموجات فوق الصوتية لدراسة الخلط عن طريق تدفق السوائل في أقطاب معدنية سائلة. ينصب تركيز هذه المخطوطة على توضيح الطرق المستخدمة لإجراء قياسات دقيقة للموجات فوق الصوتية محلوبة مكانيا مع الحد من الأكسدة والتحكم في درجة الحرارة ومراقبتها والتيار المطبق وطاقة السخان التي يتم توفيرها.

الموجات فوق الصوتية قياس السرعة في المعدن السائل الكهربائي

تعد معالجة القطب الكهربائي غير المائي &lt; p class = 'jove_content'&gt; أمرا أساسيا لبناء خلايا العملة المعدنية وتقييم كيمياء الأقطاب الكهربائية الجديدة لبطاريات الليثيوم أيون. يتم تقديم دليل تفصيلي للممارسات الأساسية اللازمة كمهندس كهروكيميائي يعمل مع البطاريات في بيئة تجريبية أكاديمية.

تجهيز الكهربائي غير مائي وبناء خلايا بطارية ليثيوم أيون كوين

هنا ، نصف بروتوكولات لإعداد سائل أيوني قائم على الفوسفونيوم وإلكتروليتات ملح الليثيوم مثنائي (ثلاثي فلوروميثان) سلفونيميد ، وتجميع بطارية خلية ليثيوم أيون تعمل بدرجة حرارة عالية غير قابلة للاشتعال.

توليف أيوني السائل القائم المنحلات بالكهرباء، جمعية بطاريات ليثيوم أيون، وقياسات الأداء عند درجات حرارة عالية

نقدم بروتوكولات لتقييم electrochemically على العضوية بطارية تدفق الأكسدة متماثل غير المائية ولتشخيص حالته من تهمة استخدام FTIR.

بروتوكول لالكهروكيميائية التقييمات والدولة من تهمة تشخيص ومتماثل العضوية الأكسدة والاختزال تدفق البطارية

توضح هذه المقالة تأثير درجات الحرارة تختلف عن شحن/تصريف على تدهور ليثيوم الحديد الفوسفات-الجرافيت الحقيبة الخلايا، تهدف إلى محاكاة ما يقرب من سيناريوهات حالة حقيقية. وفي المجموع، التحقيق 10 درجات الحرارة تركيبات في النطاق من-20 إلى 30 درجة مئوية بغية تحليل أثر درجة الحرارة على تدهور.

تأثير الشحن والتفريغ خلايا الليثيوم الجرافيت فوسفات الحديد عند درجات حرارة مختلفة على تدهور

والهدف من البروتوكولات المبلغ عنها هو إنشاء أقطاب كهربائية قابلة لإعادة الشحن من الزنك والإسفنج تقمع التشعبات وتغير الشكل في بطاريات الزنك، مثل النيكل والزنك أو الزنك والهواء.

أقطاب بطارية الزنك والإسفنج التي قمع Dendrites

هنا، نقدم طريقة بسيطة ومنخفضة التكلفة لإزاحة الجلسيرون تعتمد على مبدأ أرخميدس لقياس مساميات أقطاب بطاريات الرصاص الحمضية. تظهر الطريقة قابلية تكرار جيدة وهي أكثر أمانا من التقنيات التقليدية، حيث تتطلب مواد كيميائية ومعدات منخفضة الخطورة. الجمع بين التقنية والتحليل الميكروبنيوي بواسطة حيود الأشعة السينية يوفر معلومات عن خصائص أقطاب البطارية وتدهورها.

إزاحة الجلسرول القائمة على أرخميدس لقياس مسامية الأقطاب في بطاريات الرصاص الحمضية

اكتشف طريقة تمديد العمر الافتراضي لبطاريات الرصاص القابلة للذوبان باستخدام خلات الصوديوم كمضافة للإلكتروليت. يُحسّن هذا البروتوكول الاقتصادي من أداء تخزين الطاقة بشكل ملحوظ.

تمديد العمر الافتراضي للبطاريات القابلة للذوبان يؤدي تدفق مع مضافة خلات الصوديوم

استكشف المزيد من الفيديوهات