프로토콜은 아연 / 공기 전지 개발 이전 기술을 사용하여 여러 전자 금속 / 공기 배터리 시스템을 연구하기 위해 제공됩니다. 전기 테스트 후 성능을 평가하기 위해 제작 된 배터리에서 수행됩니다.
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이 논문에서
요약
초록
새로운 멀티 전자 금속 / 공기 전지 시스템의 특성과 성능을 조사하는 기법을 제안 표시됩니다. 나노 크기 VB 2 합성 방법은 방전시 안정화를위한 VB 2 입자 산화 지르코늄 코팅을 적용뿐만 아니라 단계별 절차로 표시됩니다. 기존의 아연 / 공기 세포를 분해하는 과정은 나노 크기 VB 2 양극으로 기존의 아연 / 공기 전지 양극을 대체 할 새로운 작업 전극의 추가 건설에 표시됩니다. 마지막으로, 완성 된 VB 2 / 공기 전지의 방전이보고됩니다. 우리는 테스트 베드로서 아연 / 공기 전지를 사용하여 높은 에너지 고용량 나노 크기 VB 2 양극의 성능을 연구하는 일관된 구성을 제공하는 데 유용합니다 것을 보여줍니다.
서론
양극으로 바나듐 이붕 모든 양극 재료의 높은 체적 충전 용량 사이에있다. 이 프로토콜은이 매혹적인 물질을 연구하는 방법을 소개합니다. 금속 아연으로 인해 아연 금속의 고 두 전자 체적 5.8 KAH L -1 각각 820 아아 kg -1의 중량 전하 저장 용량에 수성 기본 시스템의 주된 양극 재료이다.로 알려진 * 아연 - 탄소 전지, Leclanché 세포는 처음 염화물 전해질 1 이산화망간 (탄소 컬렉터 전류) 음극에 아연 양극을 결합, 19 세기에 도입되었다. 일반적인 알카라인 배터리는 같은 몇 가지를 사용하지만, 알칼리 수산화물 전해질로 염화 전해질을 대체합니다. 함께 아연 - 탄소와 알카라인 배터리는 기본 배터리의 대부분을 구성하는 1 판매. 알카라인 셀에 이산화망간 양극 교체시공기 음극으로, 실질적으로 높은 에너지 저장 용량을 얻을 수 있습니다. 이 공기 아연 전지는 공기에서 산소를 사용하며 일반적으로 1-3 보청기 배터리에서 찾을 수 있습니다.
높은 용량의 배터리 저장을위한 우리의 검색 분자 4-11 당 여러 개의 전자를 전송할 수있는 물질에 초점을 맞추고있다. 우리는 ....
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프로토콜
1. 제조 나노 VB 2
나노 크기 VB 2 직접 1:2 몰 배급에서 볼 밀링을 통해 원소 바나듐과 붕소의 합성.
- 50 ML 텅스텐 탄화물 맷돌 항아리와 열 10 mm 텅스텐 카바이드 볼을 청소합니다. ° C 1 시간 동안 모든 물을 보장하기 위해 100에 오븐에서 공기를 아래 건조 증발.
- 잔류 물이 표시되는 경우 단계 1.1를 반복 잔류 유지를 지키기 위하여 밀링 항아리의 내부를 깨끗이 닦아.
- 10 분마다에 대한 아르곤 배와 글로브 박스의 대기실을 제거. 아르곤 충진의 글러브 박스에 밀링 항아리, 공, 깨끗한 주걱을 전송합니다.
- 1:2 몰비 바나듐 및 붕소 분말을 달아 바나듐 0.500 g 및 밀링 항아리에 0.212 g 붕소는, 공을 추가하고, 맷돌로 항아리를 밀봉하십시오.
- 글러브 박스에서 밀봉 밀링 항아리를 제거, 600 rpm까지 4 시간 동안 공장으로 설정 행성 공 선반에 놓습니다.
- completio 후N, 밀링 항아리 공 선반에서 제거하기 전에 실내 온도까지 냉각 할 수 있습니다.
- 10 분마다에 대한 아르곤 배와 글로브 박스의 대기실을 제거. 글러브 박스에 밀링....
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결과
전기 테스트는 VB 2 / 공기 전지의 성능을 결정하기 위해 수행됩니다. 여러 셀에서 얻은 결과는 전지 성능의 재현성에 대한 증거를 제공합니다. 그림 1은 3000 옴 (왼쪽)와 1,000 옴 (오른쪽) 방전되는 동안 VB 2 / 에어 배터리를 비교합니다. 방전 전압뿐만 아니라, 4,060 아의 비율은 -1 고유의 능력을 kg 것을 참고 거시적 VB 2 양극 세포에 비해 나노 크기 VB 2 양극 높고,이 세포는 높은 속도에서 높은 효율을 유지하는 (비교 이 양극 1,000 3,000 옴로드). 다음과 같이 세포의 라벨은, 예를 들어 내가 임의의 상수 I-FC000을 위해, FC는 전체 셀에 대한 의미, 그리고 000 시험 번호입니다. 그림 2는 빈, 아연 또는 아연 / VB 2 셀 방전이 있는지 확인합니다 예상대로. 그림 3은
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토론
이런 식으로 VB 2 / 공기 전지의 건설은 새로운 높은 용량의 배터리에 대한 가능성을 허용, 발생하는 분자 전하 이동 당 열한 전자를 연구하고 조사 할 수있는 기능을 제공합니다. 경우 얻어진 결과는 뚜껑에 활성 물질의도 분산이 있다는 것을, 아연 양극 재료의 모든 배터리를 제거되었는지 확인, 재현 가능한 결과를 보여주지 않고, 세포가 제대로 누출없이 접착됩니다. 문제가 계속 발생하면, 배터리가 일본없는 독일 제 파나소닉 675 아연 / 공기 세포가 있는지 확인합니다. 일본 세포의 가스켓은 불투명 하나의 엔티티로 분리에 부착 나타납니다. 개스킷은 별도의 파란색이면 세포는 독일어입니다. 이 기술에 한계가 이전에 관찰 아무런 문제가 없었습니다하지만, 세포의 습도를 제어 할 수있는 능력을 가지고 있지 있습니다. VB 2 / 공기 전지를 구성 할 때, 몇 가지 중요한 단계가 있습니다조심스럽게 셀을 닫는 셀의 양극 재료와 삽입의 준비, 아연 물질을 제거, 세포의 개방과 적절한 접착는 누출 및 좋은.......
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공개 사항
저자는 크리스 로즈, 루벤 로페즈, Xuguang 리, 마헤 Waje, 그리고 매튜 멀 링스는 Lynntech 주식 회사의 직원입니다
감사의 글
저자는이 프로젝트를 자금에 대한 국립 과학 재단 (National Science Foundation) 상 1,006,568을 인정하고 싶습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| MATERIALS | |||
| Boron | Alfa Aesar | 11337 | |
| Diethyl Ether | J.T. Baker | 9244-06 | 4L |
| 에폭시 | 록타이 | 헤비 듀티 5분 설정 시간 | |
| Isopropyl Alcohol | |||
| Panasonic 675 Zinc/Air cell | Panasonic | PR675H | 일본 제조 ( |
| C-NERGY Super C65 | Timcal | Graphitic carbon black | |
| 바나듐 | Aldrich | 262935 | |
| 바나듐 이붕화물 | American Elements | 12007-37-3 | |
| 염화지르코늄 | 스펙트럼 | Z20001 | |
| EQUIPTMENT | |||
| 50-mL 둥근 바닥 플라스크 | Fisher Scientific Co LLC | CG151001 | |
| 대각선 절단 플라이어 | 철물점 | ||
| 핫/교반 플레이트 | IKA | C-MAG HS 7 | |
| 글로브 박스 | Labconco | Precision Basic | |
| Ten 10mm 텅스텐 카바이드 볼 | Lab Synergy | 55.0100.08 | |
| 텅스텐 카바이드 밀링 용기 | Lab Synergy | 50.8600.00 | |
| 면도날 | 철물점 | ||
| Retsch PM 100 행성 볼 밀 | Retsch | 205400003 | |
| 교반 바 | VWR International | 58947-140 |
참고문헌
- 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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재인쇄 및 허가
