Loading

Сажа свечи снизит производственные затраты на литиево-ионные аккумуляторы

Создано 21.10.2015 18:10
Автор: Natali

Сажа свечи может снизить производственные затраты на литиево-ионные аккумуляторы. Facepla.net последние новости экологии

Новое исследование предполагает, что углерод в отходах, выделяемых горящими свечами может быть пригоден для использования в больших, более мощных литий-ионных батареях, таких как те, которые используются в электрических автомобилях.

Два исследователя из Индийского технологического института обнаружили, что в качестве материала анода сажа свечи может составить конкуренцию существующим коммерческим вариантам из-за своей низкой стоимости производства и фрактально-подобной структуры наночастиц.

Исследователи, Чандра Шарма (Chandra Sharma) и Манохар Какунгури (Manohar Kakunuri), заинтересовались электрохимическими свойствами сажи свечи после вывода о том, что поскольку она сделана из углерода, который имеет электрический потенциал, она также может иметь потенциал в качестве электрода.

Они собрали сажу от кончика до середины пламени свечи, протестировали и сравнили эти образцы. Сажа от кончика пламени, которое имеет температуру от 1400 градусов по Цельсию (2600 F), содержала меньше примесей, таких как воск, и в результате вела себя лучше в плане электрической проводимости.

Сажа свечи может снизить производственные затраты на литиево-ионные аккумуляторы

В обоих случаях, исследователи обнаружили, что процесс горения свечи производит взаимосвязанную сеть углеродных наночастиц. Обычно углерод (в форме графита) плохо подходит для использования в более мощных батареях, как, например, в электромобилях, потому что его кристаллическая структура не может производить достаточно высокую плотность тока. Но форма и размер наночастиц в копоти–от 30 до 40 нанометров - обеспечивают им более высокую необходимую плотность.

Исследователи протестировали сажу в качестве проводящего материала в батарее, используя технику, называемую циклической зарядкой-разрядкой, или ЦЗР. Она в основном включает в себя повторную зарядку и разрядку аккумулятора. В идеале он должен сохранять большую часть своей первоначальной емкости после сотни или тысячи циклов.

Шарма и Какунури попробовали несколько различных режимов зарядки-разрядки, так называемых C-rate. Режим 1С соответствует максимальной емкости батареи, соответственно, батарея емкостью 10000 мА*ч обеспечивает ток силой в 1000 мА на протяжении часа при данном режиме разрядки.

Сажа свечи показала наилучший результат в условиях высокого заряда (т.е. для мощных батарей с более высоким C-rate). При 0.1C, например, ее эффективность после 100 циклов была 91.6 процента, а сохранение емкости только 24.7 процента, в то время как при 10 C она имела эффективность 98.1 процента, а способность сохранения емкости 46.6 процента, и эти показатели сохранились на том же уровне после 1000 циклов.

Исследователи приняли это как очень положительный признак того, что сажа свечи может стать будущим выбором для анодов батарей электрического автомобиля. Не только потому, что она хорошо работала - это также масштабируемый материал, и он дешев в производстве.

Они планируют протестировать гибридные материалы, содержащие сажу свечи, чтобы увидеть, смогут ли они улучшить свою производительность, а также улучшить батареи, чтобы проверить технологию. Затем, без сомнения, они планируют сравнить материал более внимательно с существующими анодами литий-ионных батарей и другими развивающимися решениями.

Facepla.net по материалам: elsevier.com

Author: Natali

Комментарии: