Un protocolo se presenta para estudiar los sistemas de baterías de aire metal multi-electrón / mediante el uso de la tecnología anterior desarrollado para la célula de zinc / aire. Ensayos electroquímicos se realiza después de las baterías fabricadas para evaluar el desempeño.
Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
En este artículo
Resumen
Resumen
Se propone una técnica para investigar las propiedades y el rendimiento de los nuevos sistemas de batería de múltiples electrones de metal / aire y presentada. Un método para sintetizar nanoscópico VB 2 se presenta así como el procedimiento paso a paso para la aplicación de un recubrimiento de óxido de circonio a las partículas VB 2 para la estabilización el momento del alta. El proceso de desmontaje de las células de zinc / aire existentes se muestra, en la construcción de la adición del nuevo electrodo de trabajo para reemplazar el ánodo de la pila zinc / aire convencional con la nanoscópico VB 2 ánodo. Por último, se informó de descarga de la VB completado 2 / batería de aire. Se demuestra que el uso de la célula de zinc / aire como un banco de pruebas es útil para proporcionar una configuración consistente para estudiar el rendimiento de la alta capacidad nanoscópico VB 2 ánodo de alta energía.
Introducción
Vanadio diboruro como un ánodo tiene entre la capacidad de carga volumétrica más alta de cualquier material de ánodo. Este protocolo presenta un método para el estudio de este material fascinante. Metálica de zinc ha sido el material del ánodo predominante en los sistemas primarios acuosas debido a gravimétricos capacidades de almacenamiento de carga de 5,8 kAh L -1 y 820 Ah kg -1, respectivamente alta volumétrica y de dos electrones del metal de zinc. * La batería de zinc-carbono, conocido como la célula Leclanché, se introdujo por primera vez en el siglo 19, la combinación de un ánodo de zinc con una de dióxido de manga....
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Protocolo
1. Preparación Nano-VB 2
Nanoscópicos VB 2 se sintetiza directamente de vanadio elemental y boro a través de un molino de bolas en una relación molar 1:2.
- Limpie el carburo de tungsteno ml frasco de 50 de fresado y diez de 10 mm bolas de carburo de tungsteno. Bajo aire seco en un horno a 100 ° C durante 1 hora para asegurar que toda el agua se haya evaporado.
- Limpie el interior de la jarra de molienda para asegurar que no queden residuos, repita el paso 1.1, si los residuos es visible.
- Purgar la antesala de una guantera con argón 3 veces durante 10 minutos cada vez. Transfiera el tarro ....
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Resultados
Prueba electroquímica se lleva a cabo para determinar el rendimiento de VB 2 / baterías de aire. Los resultados obtenidos para varias celdas proporcionan evidencia de que la reproducibilidad del rendimiento de la célula. Figura 1 compara la VB 2 / baterías de aire durante un 3,000 ohmios (izquierda) y 1000 ohmios (a la derecha) de descarga. Tenga en cuenta que el voltaje de descarga, así como la fracción de la 4060 Ah kg -1 capacidad intrínseca es mayor con la nanoscópic.......
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Discusión
La construcción de la VB 2 / batería de aire de esta manera proporciona la capacidad de estudiar y sondear los once electrones por molécula de transferencia de carga que se produce, lo que permite la posibilidad de una batería de alta capacidad. Si los resultados obtenidos no muestran resultados reproducibles, asegurar que todo el material de ánodo de zinc se eliminó de la batería, que es una dispersión uniforme de material activo en la tapa, y que las células se pegan correctamente sin fugas. Si el problema .......
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Divulgaciones
Los autores, Chris Rhodes, Ruben Lopez, Xuguang Li, Mahesh Waje y Matthew Mullings son empleados de Lynntech Inc.
Agradecimientos
Los autores desean agradecer el Premio Nacional Science Foundation 1006568 para la financiación de este proyecto.
....Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| MATERIALES | |||
| Boro | Alfa Aesar | 11337 | |
| Éter dietílico | J.T. Baker | 9244-06 | 4L |
| Epoxi | Loctite | Heavy Duty 5 min tiempo de fraguado | |
| Alcohol | |||
| Panasonic 675 Celda de zinc/aire | Panasonic | PR675H | Hecho en Japón ( no alemán) |
| C-NERGY Super C65 | Timcal | Grafítico negro de carbón | |
| Vanadio | Aldrich | 262935 | |
| Diboruro de vanadio | American Elements | 12007-37-3 | |
| Espectro de cloruro de circonio | Z20001 | ||
| EQUIPTMENT | |||
| 50-mL matraz de fondo redondo | Fisher Scientific Co LLC | CG151001 | |
| Alicates de corte diagonal | Ferretería | ||
| Placa caliente/agitadora | IKA | C-MAG HS 7 | |
| Guantera | Labconco | Precision Basic | |
| Ten 10 mm bolas de carburo de tungsteno | Lab Synergy | 55.0100.08 | |
| Jarra de fresado de carburo de tungsteno | Lab Synergy | 50.8600.00 | |
| Cuchilla de afeitar | Ferretería | ||
| Retsch PM 100 molino de bolas planetario | Retsch | 205400003 | |
| Barra de agitación | VWR International | 58947-140 |
Referencias
- 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.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Reimpresiones y permisos
