Sveče iz saje lahko napajajo litijeve baterije v električnih avtomobilih | 2020

Vsebina:

Anonim

Avtorji študije iz indijskega tehnološkega inštituta v Hyderabadu v Indiji pravijo, da njihovo odkritje odpira možnosti za uporabo ogljika v močnejših baterijah, s čimer se znižajo stroški prenosne energije.

Litij-ionske baterije napajajo številne naprave, od pametnih telefonov in digitalnih fotoaparatov do avtomobilov in celo letal. Baterije delujejo tako, da imajo dva električno napolnjena materiala, ki sta suspendirana v tekočini, da ustvarita tok. Ogljik se uporablja kot eden izmed teh materialov v manjših baterijah, vendar za večje, močnejše baterije - kot so tiste, ki se uporabljajo v električnih avtomobilih - ogljik ni primeren zaradi svoje strukture, ki ne more ustvariti zahtevane gostote toka.

V novi študiji sta dr. Chandra Sharma in dr. Manohar Kakunuri ugotovila, da je zaradi oblike in konfiguracije majhnih ogljikovih nanodelcev ogljik v saje sveče primeren za uporabo v večjih baterijah. Še več, saj se lahko saje proizvajajo hitro in enostavno, je prilagodljiv pristop k izdelavi baterij.

"Če postavite vodno kapljico na saje iz sveče - to je opazovanje, ki je bilo opravljeno v zadnjih nekaj letih. Material iz sveče, ki je izdelan iz, ogljik, ima tudi električni potencial. ? je vprašal dr. Sharma, avtor študije na indijskem tehnološkem inštitutu. "Preučili smo ga in videli, da kaže tudi nekaj izjemnih elektrokemijskih lastnosti, zato smo se odločili, da ga bomo še dodatno preskusili."

Ko gori sveča, oddaja oblake črne saje, narejene iz ogljika. Raziskovalci so pogledali kožo, ki so jo zbrali s konice plamena sveče in iz sredine plamena, ter primerjali velikost, obliko in strukturo ogljika. Rezultati so pokazali, da v procesu gorenja nastajajo nanodelci ogljika, ki presegajo 30-40 nanometrov in so povezani v medsebojno povezano omrežje. Ugotovili so tudi, da ima saje, pridobljene od konice plamena sveče, ki gori pri 1400 ° C, manj nečistoč, kot je vosek, zaradi česar je boljši kot električni vodnik.

Raziskovalci so nato analizirali učinkovitost saj, kot prevodnega materiala za uporabo v bateriji. Učinkovitost baterij in materialov, ki se uporabljajo v baterijah, je mogoče preskusiti s pomočjo tehnike, ki se imenuje ciklični razelektritveni naboj (CCD). Hitrost polnjenja / praznjenja odraža zmogljivost baterije; višja je stopnja, močnejša je baterija; Rezultati so pokazali, da je ogljik iz svečega ogljika najbolj uspešen pri višjih stopnjah.

Oblika in velikost ogljikovih nanodelcev ter način, kako so združeni, pomeni, da je saje sveče primeren material za uporabo v električnih avtomobilskih baterijah. Ne le, da je tehnologija učinkovita in stroškovno učinkovita, je tudi prilagodljiva. Dr. Sharma ocenjuje, da bi en hibridni avto potreboval deset kilogramov ogljikove saje, ki bi jih shranili za približno eno uro s svečami.

"Na splošno smo spregledali enostavnejše stvari; saje sveče niso nove, ampak zdaj gledamo na to kot na potencialni vir ogljika," je dejal dr. Sharma. "Zelo smo navdušeni nad rezultati. Ta nov pristop je zelo preprost in stroški so minimalni - proizvodnja baterij bi bila cenejša."

Raziskovalci zdaj nameravajo razviti baterijo za saje za sveče, da bi še bolj preskusili tehnologijo. Prav tako načrtujejo testiranje hibridnih materialov, ki vsebujejo saje iz sveč, da bi ugotovili, ali so lahko še boljši material za baterije.