Nuacht Tionscal

Cinn ceallraí do charranna leictreacha

2021-06-16



Dearann ​​taighdeoirí Harvard ceallraí litiam buanseasmhach, cobhsaí, soladach chun fadhb 40 bliain a shocrú.

 

Tá cadhnraí fadtéarmacha, mearluchtaithe riachtanach chun margadh na bhfeithiclí leictreacha a mhéadú, ach ní thagann cadhnraí litiam-ian an lae inniu ar an méid atá ag teastáil - tá siad róthrom, ró-chostasach agus glacann siad. ró-fhada a mhuirearú.

 

Le blianta fada anuas, tá iarracht déanta ag taighdeoirí leas a bhaint as poitéinseal cadhnraí soladach-stáit, litiam-miotail, a shealbhaíonn i bhfad níos mó fuinnimh sa toirt céanna agus a luchtaítear i gcodán den am i gcomparáid le cadhnraí litiam-ian traidisiúnta.

 

“Ceaptar go bhfuil ceallraí litiam-miotail mar shoitheach naofa do cheimic ceallraí mar gheall ar a ard-acmhainneacht agus a dhlús fuinnimh,” a dúirt Xin li, ollamh comhlach le heolaíocht ábhar ag an Harvard john a. Scoil na hinnealtóireachta agus na heolaíochta feidhmeacha (farraigí) Paulson. “ach bhí cobhsaíocht na gcadhnraí seo bocht i gcónaí.”

 

Anois, tá ceallraí cobhsaí, miotail litiam, soladach-staid deartha ag li agus a fhoireann ar féidir é a mhuirearú agus a urscaoileadh ar a laghad 10,000 uair - i bhfad níos mó timthriallta ná mar a léiríodh roimhe seo - ag dlús ard reatha. Phéireáil na taighdeoirí an dearadh nua le hábhar catóide ard-fhuinnimh tráchtála.

 

D'fhéadfadh an teicneolaíocht ceallraí seo saolré feithiclí leictreacha a mhéadú go dtí saolré na ngluaisteán gásailín - 10 go 15 bliana - gan gá an ceallraí a athsholáthar. Leis an dlús ard atá ann faoi láthair, d'fhéadfadh an ceallraí an bealach a réiteach le haghaidh feithiclí leictreacha is féidir a mhuirearú go hiomlán laistigh de 10 go 20 nóiméad.

 

Tá an taighde foilsithe inádúr.


“Léiríonn ár dtaighde go bhféadfadh an ceallraí soladstaide a bheith difriúil go bunúsach ó cheallraí litiam-ian leictrilít leacht tráchtála,” a dúirt li. “Trí staidéar a dhéanamh ar a gcuid teirmidinimic bhunúsacha, is féidir linn feidhmíocht níos fearr a dhíghlasáil agus leas a bhaint as na deiseanna iomadúla atá acu.”


 

Is é an dúshlán mór le cadhnraí litiam-miotail ná ceimic i gcónaí. Bogann cadhnraí litiam iain litiam ón gcatóid go dtí an anóid le linn luchtaithe. Nuair a dhéantar an anóid de mhiotal litiam, foirmíonn struchtúir cosúil le snáthaid ar a dtugtar dendrites ar an dromchla. Fásann na struchtúir seo cosúil le fréamhacha isteach sa leictrilít agus cuireann siad isteach ar an mbacainn a scarann ​​an anóid agus an chatóid, rud a fhágann go ngearrann an ceallra nó fiú go dtiocfaidh sé trí thine.

 

Chun an dúshlán seo a shárú, dhear Li agus a fhoireann cadhnra ilchiseal a shocraíonn ábhair éagsúla a bhfuil cobhsaíocht éagsúil acu idir an anóid agus an chatóid. Cuireann an cadhnra ilchisealach, ilábhar seo cosc ​​ar dhul i bhfód dendrites litiam ní trí iad a stopadh go hiomlán ach trína rialú agus a choinneáil.

 

Smaoinigh ar an gceallraí cosúil le ceapaire blt. Ar dtús tagann an t-arán - an anóid miotail litiam - agus leitís ina dhiaidh sin - bratú graifíte. Ansin, sraith de thrátaí - an chéad leictrilít - agus ciseal bagún - an dara leictrilít. Críochnaigh sé le sraith eile de thrátaí agus an píosa deireanach aráin - an catóide.


ABLT ceallraí. Ar dtús tagann an t-arán - an anóid miotail litiam - agus leitís ina dhiaidh sin - bratú graifíte. Ansin, sraith de thrátaí - an chéad leictrilít - agus ciseal bagún - an dara leictrilít. Críochnaigh sé le sraith eile de thrátaí agus an píosa deireanach aráin - an catóide. Creidmheas: Lisa pollrows/harvard seas

 

Tá an chéad leictrilít (ainm ceimiceach li5.5ps4.5cl1.5 nó lpsci) níos cobhsaí le litiam ach seans maith le treá dendrite. Níl an dara leictrilít, (li10ge1p2s12 nó lgps) chomh cobhsaí le litiam ach is cosúil go bhfuil sé imdhíonachta do dendrites. Sa dearadh seo, ceadaítear dendrites fás tríd an graifít agus an chéad leictrilít ach stoptar iad nuair a shroicheann siad an dara ceann. I bhfocail eile, fásann na dendrites tríd an leitís agus trátaí ach stopann siad ag an bagún. Cuireann bacainn an bhagúin bac ar na dendrites ó bhrú tríd an gceallraí agus iad a ghiorrú.

 

“Mothaíonn ár straitéis maidir le héagobhsaíocht a ionchorprú chun an ceallraí a chobhsú mí-intuigthe ach díreach cosúil le hancaire is féidir le scriú a théann isteach i mballa a threorú agus a rialú, mar sin is féidir lenár ndearadh ilchiseal fás dendrites a threorú agus a rialú,” a dúirt luhan ye, comh-údar an pháipéir agus mac léinn iarchéime ar muir.

 

“Is é an difríocht ná go n-éiríonn ár n-ancaire ró-daingean go tapa chun go bhféadfaidh an dendrite druileáil tríd, agus mar sin stoptar fás an dendrite,” chuir Li leis.

 

Tá an ceallraí féin-leighis freisin; Ceadaíonn a cheimic dó poill a chruthaigh na dendrites a aislíonadh.

 

“Léiríonn an dearadh cruthúnais coincheap seo go bhféadfadh cadhnraí litiam-miotail soladstaide a bheith iomaíoch le cadhnraí litiam-ian tráchtála,” a dúirt li. “agus de bharr solúbthachta agus ilúsáide ár ndearadh ilchiseal tá seans ann go mbeidh sé ag luí le nósanna imeachta olltáirgeadh sa tionscal ceallraí. Ní bheidh sé éasca é a mhéadú go dtí an ceallraí tráchtála agus tá roinnt dúshlán praiticiúla fós ann, ach creidimid go sárófar iad.

 

HarvardOifig forbartha teicneolaíochtatá punann maoine intleachtúla a bhaineann leis an tionscadal seo cosanta aige, atá á chur ar aghaidh i dtreo feidhmeanna tráchtála le tacaíocht ó harvard’sheolaíochtaí fisiceacha agus luasaire innealtóireachtaagus anciste réitigh um athrú aeráide harvard.



+8613738042576
[email protected]