Un protocollo è presentato a studiare metallo multi-elettrone / sistemi di batteria aria usando tecnologia precedente sviluppata per la cella zinco / aria. Test elettrochimico viene quindi eseguita su batterie fabbricate per valutare le prestazioni.
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In questo articolo
Sommario
Abstract
Una tecnica per studiare le proprietà e le prestazioni dei nuovi sistemi di batteria di multi-elettrone del metallo / aria viene proposto e presentato. Metodo di sintesi nanoscopica VB 2 si presenta così come procedura passo-passo per l'applicazione di un rivestimento di ossido di zirconio per le due particelle VB per la stabilizzazione upon scarico. Il processo per smontaggio celle zinco / aria esistenti è mostrato, in aggiunta costruzione del nuovo dell'elettrodo di lavoro per sostituire il convenzionale zinco / aria anodo della cella con un nanoscopica VB 2 anodo. Infine, scarico della completato VB 2 / batteria aria è segnalato. Mostriamo che utilizzare la cella zinco / aria come un letto di prova è utile fornire una configurazione coerente per studiare le prestazioni del alta energia elevata capacità nanoscopica VB 2 anodo.
Introduzione
Vanadio diboride da anodo ha tra la più alta capacità di carica volumetrica di qualsiasi materiale anodico. Questo protocollo introduce un metodo per lo studio di questo affascinante materiale. Zinco metallico è stato il materiale anodico predominante nei sistemi acquosi primari a causa dell'alta volumetrico a due elettroni del metallo dello zinco e gravimetrici capacità di stoccaggio di carica di 5,8 Kah L -1 e 820 Ah kg-1, rispettivamente. * La batteria zinco-carbone, noto come la cella Leclanché, è stato introdotto nel 19 ° secolo, che combina un anodo di zinco con biossido di manganese (corrente di collettore in c....
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Protocollo
1. Preparazione Nano-VB 2
Nanoscopica VB 2 è direttamente sintetizzato da vanadio e boro elementare via palla-fresatura in un neo razione 01:02.
- Pulire un ml di carburo di tungsteno vasetto 50 fresatura e dieci da 10 mm in carburo di tungsteno palle. Secco sotto aria in stufa a 100 ° C per 1 ora per assicurare tutta l'acqua è evaporata.
- Pulire l'interno del vaso di fresatura per assicurare nessun residuo rimane, ripetere il punto 1.1, se il residuo è visibile.
- Spurgare l'anticamera di un vano portaoggetti con argon 3x per 10 minuti ogni volta. Trasferire il vaso di fresatura....
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Risultati
Test elettrochimica viene eseguita per determinare le prestazioni di VB 2 / aria batterie. I risultati ottenuti per le celle multiple forniscono la prova per riproducibilità delle prestazioni cella. Figura 1 confronta la VB 2 / aria batterie durante una 3,000 ohm (sinistra) e 1000 ohm (destra) scarico. Si noti che la tensione di scarica, nonché la frazione del 4.060 Ah kg -1 di capacità intrinseca è superiore con la nanoscopica VB 2 anodo rispetto al VB 2.......
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Discussione
Costruzione della VB 2 / batteria aria in questo modo offre la possibilità di studiare e di sondare gli undici elettroni per il trasferimento di carica molecola che si verifica, consentendo la possibilità di una nuova batteria ad alta capacità. Risultati ottenuti se non dimostrano risultati riproducibili, garantire che tutto il materiale anodo di zinco è stato rimosso dalla batteria, che vi sia una dispersione di materiale attivo anche sul tappo, e che le celle siano correttamente incollati senza perdite. Se .......
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Dichiarazioni
Gli autori, Chris Rhodes, Ruben Lopez, Xuguang Li, Mahesh Waje, e Matthew Mullings sono dipendenti di Lynntech Inc.
Ringraziamenti
Gli autori desiderano ringraziare la National Science Foundation Award 1006568 per il finanziamento di questo progetto.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| MATERIALS | |||
| Boron | Alfa Aesar | 11337 | |
| Etere dietilico | J.T. Baker | 9244-06 | 4L |
| Epoxy Loctite | Heavy Duty 5 min tempo di presa | ||
| Alcool | |||
| Panasonic 675 Zinco/Cella d'aria | Panasonic | PR675H | Prodotto in Giappone ( non tedesco) |
| C-NERGY Super C65 | Timcal | Graphitic carbon black | |
| Vanadium | Aldrich | 262935 | |
| Vanadio Diboride | American Elements | 12007-37-3 | |
| Spettro del cloruro di zirconio | Z20001 | ||
| EQUIPTMENT | |||
| 50-mL pallone a fondo tondo | Fisher Scientific Co LLC | CG151001 | |
| Pinze a taglio diagonale | Ferramenta | ||
| Piastra a caldo/agitazione | IKA | C-MAG HS 7 | |
| Scatola a guanti | Labconco | Precision Basic | |
| Ten Sfere in carburo di tungsteno da 10 mm | Lab Synergy | 55.0100.08 | |
| Giara di fresatura in carburo di tungsteno | Lab Synergy | 50.8600.00 | |
| Lama di rasoio | Ferramenta | ||
| Retsch PM 100 mulino planetario a sfere | Retsch | 205400003 | |
| Barra di agitazione | VWR International | 58947-140 | |
Riferimenti
- 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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Ristampe e permessi
