2019年1月29日
科学家们俄勒冈州立大学已经发现一种化学机制首次报道200多年前承诺完全转换为大功率储能应用,如电网或车辆。
(图片来源:俄勒冈州立大学)
Xiulei为首的团队(大卫)霁俄勒冈州立大学学院的科学,与合作者一起在阿贡国家实验室,加州大学河滨分校,橡树岭国亚博老虎机网登录家实验室,是第一个表明扩散离子运输费用可能不需要在电池电极的水化固态结构。
这一发现可能会改变整个范式的大功率电化学储能电极的新设计原则。
相对,研究第一作者,博士后学者,俄勒冈州立大学。
这项研究的结果被报道自然能源1月27日th,2019年。
”感应电流的电极,电池的能量密度和电容器的力量的循环寿命一直是一个巨大的挑战化学副教授,”朴智星说。”到目前为止,大部分的注意力一直致力于金属离子,从锂和向下看周期表”。
然而,合作组抬头氢质子的单一;该组织还回忆在电解质电荷传输理论提出的西奥多·冯·Grotthuss于1806年出生在立陶宛的化学家。
冯Grotthuss只有20岁,住在饱受政治动荡的地区,当他发表“回忆录的尸体分解水和它在溶液中通过动电”在法国的科学杂志上。
混乱的时间和地点,他设法让这个大发现。他是最早找出电解液是如何工作的,现在他说什么被称为Grotthuss机制:质子转移合作乳沟,氢键的形成和地在水分子的氢键网络共价键。
副教授Xiulei(大卫),化学,科学大学,俄勒冈州立大学。亚博老虎机网登录
根据吴,它的工作原理是这样的:电荷当氢原子进行桥梁两个水分子“开关其忠诚”到另一个分子的酶。
开关踢脱节的一个氢原子在第二个分子共价结合,引发一连串类似的位移在整个氢键网络。运动就像一个牛顿的摇篮:相关当地位移导致质子的远程运输,这是非常不同于金属离子导电液体电解质溶剂化离子长距离扩散,而单独的车辆。
相对,研究第一作者,博士后学者,俄勒冈州立大学。
”氢键的合作振动和氢氧共价键几乎移交一个质子从水分子链的一端到另一端没有传质在水链,”朴智星说。
根据霁,分子接力赛是一种非常有效的核心渠道。
”这是它的美,”朴智星说。”如果这种机制是安装在电池电极,质子不必挤过窄孔晶体结构。如果我们设计材料促进这种传亚博网站下载导的目的,这个管道是所以ready-we这个魔法质子高速公路的建成的晶格”。
在他们的研究中,,,和他们的同事们展示了异常高功率电极的性能的普鲁士蓝模拟,特恩布尔的蓝色染料工业。独特的连续的晶格水网络的晶格内电极展品所承诺的“宏伟”Grotthuss机制。
”计算机科学家已经取得了极大的进步了解质子跳真的发生在水里,”朴智星说。”但Grotthuss理论从未探索利用能量储存在细节,尤其是在一个定义良好的氧化还原反应,而为了实现这个理论的影响”。
虽然霁很兴奋的结果研究,他警告说,仍有很多工作要做实现超快的充电和放电的电池实际的网格能量储存或运输。
没有适当的技术涉及的研究材料科学家和电气工程师,这都是纯粹的理论。亚博网站下载你能有一次秒级充电或放电的电池化学?我们从理论上证明了它,但意识到消费设备,它可能是一个很长的工程的旅程。现在电池社区关注锂,钠,质子和其他金属离子,但可能是最有趣的电荷载体与巨大的未知的潜力来实现。
副教授Xiulei(大卫),化学,科学大学,俄勒冈州立大学。亚博老虎机网登录
这项研究是由美国国家科学基金会和美国能源部。亚博老虎机网登录