Summary
एक प्रोटोकॉल जस्ता / एयर सेल के लिए विकसित पिछले प्रौद्योगिकी का उपयोग करके बहु - इलेक्ट्रॉन धातु / हवा बैटरी प्रणालियों का अध्ययन करने के लिए प्रस्तुत किया है. विद्युत परीक्षण तो प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए गढ़े बैटरी पर किया जाता है.
Abstract
नई बहु इलेक्ट्रॉन धातु / हवा बैटरी प्रणालियों के गुणों और प्रदर्शन की जांच के लिए एक तकनीक का प्रस्ताव रखा और प्रस्तुत किया है. नैनोस्कोपिक वीबी 2 synthesizing के लिए एक विधि छुट्टी पर स्थिरीकरण के लिए वीबी 2 कणों को एक zirconium ऑक्साइड कोटिंग लागू करने के लिए भी कदम दर कदम प्रक्रिया के रूप में प्रस्तुत किया है. मौजूदा जस्ता / हवा कोशिकाओं disassembling के लिए प्रक्रिया एक नैनोस्कोपिक वीबी 2 एनोड साथ पारंपरिक जस्ता / हवा सेल एनोड बदलने के लिए नए काम कर इलेक्ट्रोड के अलावा निर्माण में दिखाया गया है. अंत में, पूरा वीबी 2 / हवा बैटरी के निर्वहन की सूचना दी है. हम एक परीक्षण बिस्तर के रूप में जस्ता / हवा सेल का उपयोग उच्च ऊर्जा उच्च क्षमता नैनोस्कोपिक वीबी 2 एनोड के प्रदर्शन का अध्ययन करने के लिए एक सुसंगत विन्यास प्रदान करने के लिए उपयोगी है कि दिखा.
Introduction
एक anode के रूप में vanadium diboride किसी भी anode सामग्री की सर्वोच्च बड़ा चार्ज की क्षमता के बीच है. इस प्रोटोकॉल के इस आकर्षक सामग्री के अध्ययन के लिए एक विधि का परिचय. धातु जस्ता कारण जस्ता धातु के उच्च दो इलेक्ट्रान बड़ा और 5.8 काह एल -1 और क्रमश: 820 आह किलो -1, के gravimetric प्रभारी भंडारण क्षमता के लिए जलीय प्राथमिक प्रणालियों में प्रमुख एनोड सामग्री दिया गया है. के रूप में जाना * जस्ता कार्बन बैटरी, LECLANCHE सेल, पहले एक क्लोराइड इलेक्ट्रोलाइट 1 में एक मैंगनीज डाइऑक्साइड (कार्बन वर्तमान कलेक्टर) कैथोड साथ एक जस्ता एनोड संयोजन, 19 वीं सदी में शुरू की गई थी. आम alkaline बैटरी एक ही जोड़ी का इस्तेमाल करता है, लेकिन एक जलीय क्षार हाइड्रॉक्साइड इलेक्ट्रोलाइट साथ क्लोराइड इलेक्ट्रोलाइट की जगह. साथ में जस्ता कार्बन और alkaline बैटरी प्राथमिक बैटरी के बहुमत शामिल 1 बेचा. क्षारीय सेल में मैंगनीज डाइऑक्साइड कैथोड बदल दिया जाता हैएक हवा कैथोड से, काफी अधिक ऊर्जा भंडारण क्षमता हासिल कर रहे हैं. इस जस्ता हवा बैटरी हवा से ऑक्सीजन का इस्तेमाल करता है, और आमतौर पर 1-3 सुनवाई एड की बैटरी में पाया जाता है.
उच्च क्षमता बैटरी भंडारण के लिए हमारी खोज अणु 4-11 प्रति कई इलेक्ट्रॉनों हस्तांतरण कर सकते हैं कि सामग्री पर ध्यान केंद्रित किया है. हम पता लगाया है रेडोक्स जोड़ों की व्यापक विविधता में, वीबी 2 क्रमशः -1 किलो 20.7 काह एल -1 और 4060 आह का बड़ा और gravimetric क्षमता के साथ, वीबी 2 प्रति 11 इलेक्ट्रॉनों को रिहा करने में सक्षम एक असाधारण क्षारीय एनोड के रूप में बाहर खड़ा है. * में 2004, यांग और सह कार्यकर्ता वी बी 2 के निर्वहन की सूचना दी, लेकिन यह भी वीबी 2 क्षार मीडिया 12 में जंग के लिए अतिसंवेदनशील है जिसमें विस्तारित डोमेन दस्तावेज. 2007 में, हम वीबी 2 कणों पर एक कोटिंग वीबी 2 / हवा ख का प्रदर्शन करने के लिए अग्रणी है, इस जंग 13 से बचाता है कि सूचना दी2008 14 में attery.
इस पत्र में, हम वीबी 2 / हवा सेल करने के लिए आवेदन के रूप में पहले से जस्ता / एयर सेल के लिए विकसित प्रौद्योगिकी को रोजगार के नए धातु / हवा प्रणालियों की जांच करने के लिए इस्तेमाल एक प्रोटोकॉल उपस्थित थे. एक nanoscopicVB 2 एनोड 4060 आह की सैद्धांतिक आंतरिक क्षमता के करीब पहुंच एक ग्यारह इलेक्ट्रॉन ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया प्रदर्शन करने में सक्षम एक उच्च ऊर्जा उच्च ऊर्जा घनत्व एनोड के रूप में प्रस्तुत किया है वृद्धि की बैटरी वोल्टेज और बैटरी भार क्षमता पर -1 किलो. वीबी 2 / हवा जोड़ी जस्ता / हवा सेल 1 से निकाले ही ऑक्सीजन हवा कैथोड रोजगार, KOH / NaOH के एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करता है. कार्बन electrocatalyst कैथोड निर्वहन के दौरान खपत नहीं है.
आगे सेल प्रदर्शन में सुधार करने के लिए एक बड़ा समझ के क्रम में वीबी 2 / हवा प्रणाली के लिए एक की जरूरत मौजूद है. नैनोस्कोपिक वीबी 2 सामग्री के गुणों और प्रदर्शन टी का उपयोग कर पता लगाया जा सकता हैजस्ता / हवा सेल 15,16 की वह सेल विन्यास. विद्युत परीक्षण नैनोस्कोपिक वीबी 2 के लिए किया जा सकता है विभिन्न दरों पर प्रतिशत दक्षता के माध्यम से प्रदर्शन की तुलना करने के लिए.
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Protocol
1. तैयारी नैनो वीबी 2
नैनोस्कोपिक वीबी 2 सीधे एक 1:2 तिल राशन में गेंद मिलिंग के माध्यम से मौलिक vanadium और बोरान से संश्लेषित है.
- एक 50 मिलीलीटर टंगस्टन कार्बाइड मिलिंग जार और दस 10 मिमी टंगस्टन कार्बाइड गेंदों को साफ करें. डिग्री सेल्सियस 1 घंटे के लिए सभी पानी सुनिश्चित करने के लिए 100 पर एक ओवन में हवा के नीचे सूखी हवा हो गया है.
- अवशेष दिखाई दे रहा है तो 1.1 कदम दोहराने, कोई अवशेषों रहता है यह सुनिश्चित करने के लिए मिलिंग जार के अंदर साफ साफ कर लें.
- 10 मिनट प्रत्येक समय के लिए आर्गन 3x के साथ एक दस्ताना बॉक्स की ड्योढ़ी पर्ज. आर्गन भरे glovebox में मिलिंग जार, गेंद, और साफ रंग स्थानांतरण.
- एक 1:2 दाढ़ अनुपात में वैनेडियम और बोरान पाउडर वजन, vanadium के 0.500 ग्राम और मिलिंग जार में 0.212 ग्राम बोरान, गेंदों जोड़ने के लिए, और मिलिंग जार मुहर.
- Glovebox से सील मिलिंग जार निकालें, 600 rpm के लिए और 4 घंटे के लिए मिल के लिए निर्धारित एक ग्रहों गेंद मिल में जगह.
- Completio बादएन, मिलिंग जार गेंद मिल से हटाने से पहले कमरे के तापमान को शांत करने के लिए अनुमति देते हैं.
- 10 मिनट प्रत्येक समय के लिए आर्गन 3x के साथ एक दस्ताना बॉक्स की ड्योढ़ी पर्ज. दस्ताना बॉक्स में मिलिंग जार, दौर नीचे फ्लास्क, आयल फिल्म, रंग, और चुंबकीय हलचल बार स्थानांतरण.
- निम्नानुसार तैयार नैनोस्कोपिक वीबी 2 से zirconium ऑक्साइड कोटिंग लागू करें:
- अंदर दस्ताना बॉक्स पहले से शुरू जन के थोक बरामद किया गया है जब तक मिलिंग जार की दीवारों परिमार्जन करने के लिए एक रंग का उपयोग कर तैयार नैनो वीबी 2 इकट्ठा. एक दौर नीचे कुप्पी में एकत्र नैनो वीबी 2 वजन और हस्तांतरण.
- एकत्र वी बी 2 की तुलना में ज़र्कोनियम क्लोराइड का 3.5 प्रतिशत वजन वजन और तब एकत्र नैनो वीबी 2 युक्त दौर नीचे फ्लास्क पाउडर जोड़ें.
- कुप्पी के लिए एक चुंबकीय हलचल बार जोड़ें और आयल फिल्म का उपयोग दस्ताना बॉक्स से हटाने के लिए खोलने से पहले सील. वैकल्पिक रूप से, एकपट बराबर परिणाम दस्ताना बॉक्स से दौर नीचे कुप्पी निकालें के साथ प्रयोग किया गया है.
- एक 10 मिलीलीटर सिरिंज का प्रयोग, दौर नीचे कुप्पी में diethyl ईथर के 10 मिलीलीटर हस्तांतरण. जल्दी से Parafilm के एक अतिरिक्त टुकड़ा के साथ आयल फिल्म में सिरिंज द्वारा बनाई गई छेद को कवर किया.
- एक मध्यम सेटिंग पर एक घंटे के लिए एक हलचल प्लेट पर कुप्पी मिलाएं.
- एक घंटे के बाद, नैनो वीबी 2 लेपित नैनो वीबी 2 सूखी दिखाई देता है जब तक एक रोटरी बाष्पीकरण या अन्य पंप विन्यास का उपयोग करने का शेष diethyl ईथर बंद लुप्त हो जाना.
- नैनो वीबी 2 लेपित Zr पूरी तरह से सूखा है, के बाद इकट्ठा.
2. इलेक्ट्रोलाइट की तैयारी
- 4 एम कोह और इलेक्ट्रोलाइट के रूप में इस्तेमाल के लिए 4 एम NaOH समाधान का एक मिश्रण तैयार करें. (नोट:, केवल काफी कुछ ही हफ्तों पिछले करने के लिए बनाने के रूप में नई कोशिकाओं के रूप में की जरूरत दोहराने). NaOH और KOH के जलीय हाइड्रॉक्साइड इलेक्ट्रोलाइट्स दौड़ा एकाग्रता में लेकर अतीत में पता लगाया गया हैसंतृप्त करने के लिए 8 एम के ging. 4 एम NaOH और 4 एम KOH के संयोजन एक शुद्ध NaOH के इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करते हुए पहले परिणाम की तुलना में मामूली सुधार उच्च दर प्रदर्शन पैदावार.
3. जिंक / एयर बैटरियों disassembling
बैटरी निर्माता और मॉडल संख्या के बारे में जानकारी के लिए राज्य प्रतिनिधियों और सामग्री की तालिका देखें.
- वीबी 2 / हवा कोशिकाओं के बाद निर्माण के लिए जस्ता / हवा सेल खोलना.
- विकर्ण काटने सरौता का उपयोग कर सिक्का सेल आवरण के होंठ में कटौती बनाएँ.
- जावक होंठ की धार बाहर समेटना. दो बार सेल के आसपास पूरी तरह से जाने के बाद, इसे खोलने के लिए आसान होना चाहिए.
- एक रेजर ब्लेड का प्रयोग, धीरे टोपी के किनारों पर धक्का, धीरे सेल खोलने के लिए मजबूर. नोट: यह सेल खुला पाने के लिए कुछ समय लग सकता है. इस कदम के लिए कर रही है जब किसी भी भाग दरार या नुकसान नहीं रोगी और सावधान रहना होगा. सेल बरकरार रहने की जरूरत होगी.
- उपयोग के लिए बैटरी की तैयारी
- सेल दो भागों (टोपी और नीचे) में खोला है एक बार धीरे टोपी से और नीचे में जस्ता anode सामग्री को हटाने के लिए शुरू करते हैं.
- धार के साथ संभव के रूप में ज्यादा ठोस जस्ता के रूप में निकालें. नीचे परिमार्जन नहीं है, यह किसी भी हिस्से को नुकसान नहीं है महत्वपूर्ण है. विभाजक (नीचे) और गैसकेट (पक्षों) आसानी से धार के साथ लागू करने के लिए बहुत ज्यादा दबाव से हवा निकाल दी जा सकती है कि एक भी अपारदर्शी ओवरले के रूप में. विभाजक भेदी हवा कैथोड हानिकारक में परिणाम होगा. गैसकेट परेशान है ही, यदि विद्युत अलग होने की सेल की विश्वसनीयता खो दिया है.
- एक कपास झाड़ू का प्रयोग सावधानी से टोपी, नीचे, और विभाजक से शेष जस्ता और अवशेषों पोंछे.
- Isopropyl शराब के साथ सेल की टोपी और बाहर साफ.
4. एक 70/30 शुष्क मिश्रण के साथ एक 5 महिंद्रा कार्य इलेक्ट्रोड की तैयारी
- सक्रिय materi के रूप में संश्लेषित Zr लेपित नैनो वीबी 2 का प्रयोगऔर हस्तांतरण एक मोर्टार और मूसल में - अल, (10 कोशिकाओं के एक समय पर जांच की जाती है आमतौर पर 5) निर्मित किया जा करने के लिए इलेक्ट्रोड प्रति 0.0012 ग्राम वजन.
- मोर्टार में सक्रिय सामग्री के लिए, तौला वी बी 2, graphitic कार्बन ब्लैक (प्रति इलेक्ट्रोड) की 0.0005 जी की 30% जोड़ें और मूसल और 30 मिनट के लिए पीस.
- सामग्री का कोई बड़ा दिखाई समूहों सुनिश्चित करें कि वहाँ और पाउडर इकट्ठा.
- एक रंग का उपयोग करते हुए साफ इलेक्ट्रोड टोपी प्रति 70/30-powder मिश्रण का लगभग 0.0017 ग्राम वजन. (एक समय में कई कोशिकाओं की तैयारी कर रहा है, अन्यथा इलेक्ट्रोड टोपी के लिए सामग्री हस्तांतरण).
- वहाँ कोई झुरमुटों हैं और निलंबन समान रूप से टोपी के शीर्ष भर में वितरित किया जाता है जब तक एक रंग या अन्य छोटे उठाई टिप के साथ एक टोपी और चक्कर आने के पाउडर को isopropyl शराब की एक बूंद जोड़ें.
- इलेक्ट्रोड 30 मिनट के लिए शुष्क करने की अनुमति दें.
5. वीबी 2 एयर सेल विधानसभा - सूखी विधि
- जस्ता / एअर इंडिया से रिवर्स में कोशिकाओं को इकट्ठाकाम इलेक्ट्रोड के साथ आर सेल, टोपी, उल्टा.
- दो पंक्तियों में, एक में कैप और अन्य में इसी पैंदा - प्रत्येक कक्ष (10 परीक्षण किया जा रहा 5) व्यवस्थित करें. एनोड सामग्री समान रूप से फैला है और फटा नहीं है यह सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक टोपी का निरीक्षण किया.
- प्रत्येक विभाजक से 4 एम KOH / 4 एम NaOH इलेक्ट्रोलाइट मिश्रण की 27 μl जोड़ें.
- धीरे नीचे के अंदर ही एक बार dabbing कपास का उपयोग कर नीचे से अतिरिक्त इलेक्ट्रोलाइट हटा दें.
- ध्यान से, नीचे के प्रत्येक लेने के लिए उन पर बारी, और anodic सामग्री इलेक्ट्रोलाइट के साथ संपर्क में है कि इतना टोपी के शीर्ष पर उन्हें जगह है.
- दबाव लागू करें और एक तेजी से सूखने epoxy का उपयोग मुहर.
6. नैनो वीबी 2 / एयर सेल परीक्षण
- निर्माण की प्रक्रिया पूर्ण होने के बाद, एक छुट्टी रैक या बैटरी धारक पर जगह कोशिकाओं.
- प्रत्येक सेल कोशिकाओं का निर्वहन करने से पहले संतुलित करना है कि यह सुनिश्चित करने के लिए दस मिनट का एक प्रारंभिक बाकी कदम की अनुमति दें.
- मुक्तिएक बैटरी परीक्षक का उपयोग कर 3000 Ω के एक निरंतर लोड (या एक वैकल्पिक वांछित लोड) में कोशिकाओं.
- संतुलन कदम के बाद, खुले सर्किट की क्षमता का एक माप ले.
- 0.4 वी के एक रोक वोल्टेज तक पहुँच जाता है तो एक निरंतर लोड के तहत मुक्ति.
- Coulombic दक्षता फिर 4,060 आह के ग्यारह इलेक्ट्रॉन निर्वहन क्षमता -1 किलो सैद्धांतिक एनोड की तुलना में मापा क्षमता के प्रतिशत के आधार पर गणना की जा सकती.
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Representative Results
विद्युत परीक्षण वीबी 2 / हवा बैटरी के प्रदर्शन को निर्धारित करने के लिए किया जाता है. कई कक्षों के लिए प्राप्त परिणामों सेल प्रदर्शन के reproducibility के लिए सबूत प्रदान करते हैं. चित्रा 1 एक 3000 ओम (बाएं) और 1,000 ओम (दाएं) के निर्वहन के दौरान वीबी 2 / हवा बैटरी तुलना. मुक्ति वोल्टेज, साथ ही 4,060 आह के अंश -1 आंतरिक क्षमता किलो ध्यान दें कि macroscopic वीबी 2 एनोड सेल की तुलना में नैनोस्कोपिक वीबी 2 एनोड से अधिक है, और इस सेल भी उच्च दर पर उच्च क्षमता बरकरार रखती है कि (की तुलना इस एनोड के साथ 1,000 से 3,000 ओम भार). निम्नानुसार कोशिकाओं की लेबलिंग है, उदाहरण मैं एक मनमाने ढंग से निरंतर है, जहां मैं-FC000, के लिए, एफसी एक पूर्ण सेल के लिए खड़ा है, और 000 परीक्षा संख्या है. चित्रा 2 रिक्त, Zn या Zn / वीबी 2 कोशिकाओं स्राव होता है कि पुष्टि जैसा कि उम्मीद थी. चित्रा 3 zirconia overlayer prese से पता चलता हैवीबी 2 नैनोकणों पर NT के. चित्रा 4 disassembly के फोटो जिंक / हवा बैटरी की लगातार चरणों, और चित्रा प्रतिस्थापन एनोड निर्माण के 5 चरणों. अंत में, चित्रा 6 एक अच्छा सेल मुहर स्थापित करने एनोड और कैथोड दोनों पर अच्छे संबंध सुनिश्चित करने के लिए सेल का सही चिपकाने प्रस्तुत करता है. काम इलेक्ट्रोड भी शुष्क विधि के लिए वैकल्पिक प्रक्रिया का उपयोग कर निर्मित किया जा सकता है. उदाहरण के लिए, वीबी 2 एक जलीय फैलाव (घोल) के रूप में मिलाया, और फिर समान रूप से स्टेनलेस वर्तमान कलेक्टर पर वितरित, या के रूप में एक स्टेनलेस स्टील शिम पर एक Kynar बांधने की मशीन के साथ एक ठोस वीबी 2 डिस्क के रूप में डाली, 7 चित्र में देखा जा सकता है .
चित्रा 1. अपेक्षाकृत धीमी di के लिए प्राप्त डाटाscharge बार (3000 Ω और 1000 Ω). कोशिकाओं आम तौर पर प्रयोगों और सेल प्रदर्शन के बीच तुलना उपलब्ध कराने के लिए 3,000 Ω में छुट्टी कर रहे हैं.
चित्रा 2. साफ पैनासोनिक 675 जिंक / एयर बैटरी नैनो VB2 एनोड के लिए एक उपयोगी परीक्षण बिस्तर प्रदान कि मान्यता, स्थूल VB2 एनोड की तुलना में केवल पैकिंग कार्बन कोई VB2 (बाएं नीचे) से युक्त एक खाली एनोड सेल (ऊपर बाएं), एनोड हैं , Zn और VB2 (नीचे सही) के एक समग्र के साथ Zn, नहीं VB2 (ऊपर दाएं), और एनोड साथ एनोड. शीर्ष वाम तुलना के लिए एक विशिष्ट नैनो वीबी 2 निर्वहन के साथ मौजूद किसी भी anode सामग्री (खाली खाली सेल, कोई कार्बन और वी बी 2 के बिना) के बिना एक पूरी तरह से निराश और बंद जिंक / एयर सेल के निर्वहन से पता चलता है. टॉप राइट जस्ता anode सामग्री की कोशिका युक्त 20mAh के निर्वहन से पता चलता है. जस्ता सेल वैल के लिए प्रयोग किया जाता हैवीबी 2 सेल विन्यास idate और सेल में वापस पुनः शुरू के रूप में मूल जिंक का उपयोग करता है. निचला वाम तुलना के लिए एक विशिष्ट नैनो वीबी 2 निर्वहन के साथ एक ठेठ वीबी 2 निर्वहन के लिए graphitic कार्बन ब्लैक के केवल उचित मात्रा युक्त मुक्ति का एक उदाहरण प्रदान करता है. निचलादायाँ एनोड में जानबूझकर जोड़ा जस्ता की मौजूदगी, और मनाया अलग वोल्टेज निर्वहन पठारों के साथ एक नैनो वीबी 2 सेल वीबी 2 अकेले एनोड एक महत्वपूर्ण जस्ता दूषित पदार्थों को शामिल नहीं करता है कि सबूत से पता चलता है. बाएं आंकड़ा रिक्त कक्ष मापा वीबी 2 युक्त एनोड क्षमता के कम से कम 4% की ऊपरी सीमा को दर्शाती है कि पुष्टि की.
चित्रा 3. Zirconia की छवि SEM के उच्च संकल्प वीबी 2 लेपित </ उप>.
4 चित्रा. वीबी लिए एक जिंक / एयर बैटरी जुदा करने के लिए सही रास्ता 2 एयर सेल विधानसभा. आंकड़े 4a और 4b खोलने से पहले एक कारखाने कोशिकाओं दिखा. चित्रा 4c और 4d प्रारंभिक कटौती और बैटरी के उद्घाटन प्रदर्शित करता है. चित्रा 4e (भी लेबल ऊपर) और चित्रा 4f (नीचे) से पहले जिंक anode सामग्री को हटाने के लिए खोला सेल का एक दृश्य प्रदान करता है. हटाने पर झिल्ली साफ और चित्रा 4g के रूप में दिखाया सफाया. चित्रा 4 वीबी 2 एनोड गढ़े है जहां क्षेत्र प्रदर्शित करता है.
चित्रा 5. काम इलेक्ट्रोड का निर्माण. चित्रा -4 ए </ मजबूत> यह तैयार किया जाता है का एक उदाहरण प्रदान करता है. इलेक्ट्रोड निर्माण जब यह कोई दरार या clumps दिखाई दे रहे हैं कि महत्वपूर्ण है, चित्रा 4b के रूप में दिखाया इलेक्ट्रोड सतह चिकनी प्रकट करना चाहिए.
6 चित्रा. एनोड और कैथोड और सेल पर एक अच्छा मुहर दोनों पर अच्छे संबंध सुनिश्चित करने के लिए कोशिकाओं का सही चिपकाने.
चित्रा 7. काम इलेक्ट्रोड भी शुष्क विधि के लिए वैकल्पिक प्रक्रिया का उपयोग कर निर्मित किया जा सकता है. ऊपर एक स्टेनलेस स्टील शिम पर डाली नैनो वीबी 2 एनोड तैयारी का एक उदाहरण है.
* आंतरिक बड़ा विशिष्ट क्षमता आणविक वजन, मेगावाट (जैसे Zn या VB के लिए रूप से, NDF / मेगावाट के रूप में गणना की है
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Discussion
इस तरह से वीबी 2 / हवा बैटरी का निर्माण एक नए उच्च क्षमता बैटरी के लिए संभावना की अनुमति होती है, कि अणु चार्ज हस्तांतरण प्रति ग्यारह इलेक्ट्रॉनों का अध्ययन करने और जांच करने की क्षमता प्रदान करता है. यदि प्राप्त परिणामों टोपी पर सक्रिय सामग्री का एक भी फैलाव है कि वहाँ, जस्ता anode सामग्री के सभी बैटरी से हटा दिया गया था कि यह सुनिश्चित करें, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम प्रदर्शित नहीं है, और कोशिकाओं को ठीक से किसी भी लीक बिना चिपके रहे कि. एक समस्या फिर भी रहती है, बैटरी जापान नहीं जर्मनी में बनाया पैनासोनिक 675 जिंक / एयर कोशिकाओं रहे हैं कि सुनिश्चित करते हैं. एक जापानी सेल की गैसकेट अपारदर्शी और एक इकाई के रूप में विभाजक को संलग्न दिखाई देनी चाहिए. गैसकेट अलग और नीला है तो कोशिकाओं जर्मन हैं. इस तकनीक के लिए सीमाएं मनाया पहले कोई मुद्दों किया गया है, हालांकि, सेल की नमी को नियंत्रित करने की क्षमता नहीं होने के शामिल हैं. एक वीबी 2 / हवा बैटरी निर्माण, कई महत्वपूर्ण कदम हैंध्यान से सेल को बंद करने, सेल में anode सामग्री और प्रविष्टि की तैयारी, जस्ता सामग्री हटाने, सेल के उद्घाटन और उचित gluing, कोई लीक और एक अच्छा विद्युत कनेक्शन कर रहे हैं कि यह सुनिश्चित करने के लिए: एस प्रोटोकॉल खंड में दिए गए.
एक्स - रे पाउडर विवर्तन शुरू अभिकारकों (मौलिक vanadium और बोरान) संश्लेषित नैनो वीबी 2 में मौजूद नहीं हैं कि 15,16 पुष्टि करने के लिए एक सुविधाजनक तकनीक है. ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (मंदिर) छवियों zirconium ऑक्साइड कोटिंग समान रूप से वीबी 2 कणों को कवर है कि स्थापना. Disassembling और जिंक / एयर बैटरी कोडांतरण जबकि यह आवरण बरकरार है और झिल्ली और विभाजक कटौती या वैसे भी क्षतिग्रस्त नहीं कर रहे हैं रहता है कि यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है. छुट्टी के दौरान, वोल्टेज और दोहराया कोशिकाओं के लिए मनाया पदों पर अपेक्षाकृत छोटे मतभेदों के साथ ही एक सेल विन्यास था का उपयोग करने से, छोटे से बड़े पैमाने पर मतभेद से हो सकता हैटी प्रत्येक कक्ष के लिए लागू वर्दी दबाव में परिणाम नहीं था.
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Disclosures
लेखकों, क्रिस रोड्स, रूबेन लोपेज, Xuguang ली, महेश Waje, और मैथ्यू मुलिंग्स Lynntech इंक के कर्मचारी हैं
Acknowledgments
लेखक इस परियोजना के वित्त पोषण के लिए राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन पुरस्कार 1006568 स्वीकार करना चाहते हैं.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| MATERIALS | |||
| Boron | Alfa Aesar | 11337 | |
| Diethyl Ether | J.T. Baker | 9244-06 | 4L |
| Epoxy | Loctite | Heavy Duty 5 min setting time | |
| Isopropyl Alcohol | |||
| Panasonic 675 Zinc/Air cell | Panasonic | PR675H | Made in Japan (not German) |
| 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 round bottom flask | Fisher Scientific Co LLC | CG151001 | |
| Diagonal cutting pliers | Hardware store | ||
| Hot/stir plate | IKA | C-MAG HS 7 | |
| Glove box | Labconco | Precision Basic | |
| Ten 10-mm tungsten carbide balls | Lab Synergy | 55.0100.08 | |
| Tungsten carbide milling jar | Lab Synergy | 50.8600.00 | |
| Razor blade | Hardware store | ||
| Retsch PM 100 planetary ball mill | Retsch | 205400003 | |
| Stir bar | VWR International | 58947-140 | |
References
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