在不同长度尺度上材料合成与合并参数之间的关系,以控制和获得所需的功能性能。这个主题问题探讨了先进的无机材料合成,建模和仿真的最新发展,包括新型制造过程,扩展方法以及财产评估和优化。AFM具有较高潜力的一个区域是电化学能源存储区域。电池材料需要在半多孔矩阵中精确放置组件,以最大程度地提高储能和传输性能。材料的经济和加工对于这些材料的结构 - 秘密组成关系至关重要。该系列强调了阳极和阴极材料的开发,用于LI-或其他金属电池,包括基于CA的材料的潜力。在Dong等人中。 ,双阳离子取代过程用于将无序的岩盐变成1.2 Ni 0.4 mo 0.4 mo 0.2 mg 0.2 o 2适合作为阴极的材料(https://doi.org/ 10.1039/d2ma00981a)。 这些材料在10个循环上显示出195 mA H G 1的排放能力,在无序和有序结构之间与循环结构交替。 Xu等。 在Li 4 Ti 5 O 12材料(https://doi.org/ 10.1039/d2ma00741j)中解决阳极侧的相关问题。 这种材料作为阳极材料有希望;但是,高反应性降低了它们的效率。 他们检查了添加剂的使用,在Dong等人中。,双阳离子取代过程用于将无序的岩盐变成1.2 Ni 0.4 mo 0.4 mo 0.2 mg 0.2 o 2适合作为阴极的材料(https://doi.org/ 10.1039/d2ma00981a)。这些材料在10个循环上显示出195 mA H G 1的排放能力,在无序和有序结构之间与循环结构交替。Xu等。 在Li 4 Ti 5 O 12材料(https://doi.org/ 10.1039/d2ma00741j)中解决阳极侧的相关问题。 这种材料作为阳极材料有希望;但是,高反应性降低了它们的效率。 他们检查了添加剂的使用,Xu等。在Li 4 Ti 5 O 12材料(https://doi.org/ 10.1039/d2ma00741j)中解决阳极侧的相关问题。这种材料作为阳极材料有希望;但是,高反应性降低了它们的效率。他们检查了添加剂的使用,
摘要:过渡金属氧化物(TMOS)是可安全和快速充电的电池的有前途的阳极材料,但是它们的高工作电势限制了能量密度。在这里,我们制定了一种抑制无序岩盐(DRS)Li 3 V 2 O 5(LVO)阳极的工作潜力的策略,通过MG掺杂量约为10%至0.54 V。密度功能理论(DFT)计算将这种电压降低归因于li离子的位置能量增加,因为Mg掺杂,对LI迁移障碍的影响很小。mg-掺杂的LVO在1000个周期以上的95%以上,速率为5C。全细胞具有0.8 CO 0.8 CO 0.1 Mn 0.1 Mn 0.1 O 2阴极的预期,预期的能量密度和能量密度的增加,同时保留了5C的250个周期的能力的91%,以表明我们的发现在5C中显示出良好的良好的良好态度,该良好的良好的良好态度的良好的良好态度是良好的途径。增强的能量密度。l
随着电池行业新技术的开发,能够预测和比较开发潜力,尤其是能源密度,成本和可持续性的潜力越来越重要。评估这些中的任何一个都需要对可比电池组,模块和单元格的内容的详细分解。这篇观点文章旨在使用Argonne Labs BatPac软件为14个当前和下一代电池技术提供材料清单(BOM),并指定了使用的电压在生命开始时所使用的电压。BOM未针对特定的汽车案例指定,因此与Argonne Lab Batpac软件相比,更改了模型平均电压。BOM给出了以5 mA/cm 2阴极的能量为目标的可比细胞,N:P比1.1:1:1.1:1和0.25 kWh的细胞从100 kWh包装中,孔隙率为25%。这种方法可以使用这些当前和新兴技术的可比较单元进行可持续性评估,而无需假设衰老过程或汽车用例,因此提供了扩大R&D实验室讨论的途径以扩大规模。
摘要:过渡金属氧化物(TMOS)是可安全和快速充电的电池的有前途的阳极材料,但是它们的高工作电势限制了能量密度。在这里,我们制定了一种抑制无序岩盐(DRS)Li 3 V 2 O 5(LVO)阳极的工作潜力的策略,通过MG掺杂量约为10%至0.54 V。密度功能理论(DFT)计算将这种电压降低归因于li离子的位置能量增加,因为Mg掺杂,对LI迁移障碍的影响很小。mg-掺杂的LVO在1000个周期以上的95%以上,速率为5C。全细胞具有0.8 CO 0.8 CO 0.1 Mn 0.1 Mn 0.1 O 2阴极的预期,预期的能量密度和能量密度的增加,同时保留了5C的250个周期的能力的91%,以表明我们的发现在5C中显示出良好的良好的良好态度,该良好的良好的良好态度的良好的良好态度是良好的途径。增强的能量密度。l
摘要:锂(LI)金属固态电池具有高能量密度和改进的安全性,因此被认为是传统锂离子电池的有前途的替代品。在实践中,使用Li Metal Anodes仍然具有挑战性,因为缺乏超级离子固体电解质,该电解质具有良好的稳定性,可抵抗阳极侧的还原分解。在这里,我们提出了一种具有反式结构(与常规无机结构相比)的新电解质设计,以实现使用LI金属阳极的固有热力学稳定性。li-富含抗氟酸盐的固体电解质的高离子电导率为2.1×10-4 s cm-1,具有三维快速的锂离子传输途径,并显示出Li-li-li-li-li对称炮台的高稳定性。还提供了带有Li金属阳极和LiCoo 2阴极的可逆全细胞,显示了富含Li的抗氟氟氟二氟二氧化碳作为LI金属兼容的固体电解质对高能密度固态电池的潜力。■简介
对氧气还原反应(ORR)活性的电活性和具有成本效益的电催化剂的简单设计对于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的商业化中的能量转化至关重要。在本文中,我们合成了稳定的Ni的稳定的电活性双金属催化剂,该催化剂以低负载的Pt纳米颗粒锚定,并用作催化剂整合的支持材料(PT3-NI/G)。它表现出最大的电化学表面积(ECSA,108.56 m2/gpt),质量活性(2.2 a mgpt)和特定活性(3.47 mA cm -2),表示出色的ORR活性。此外,通过0.2 mgPTCM -2 pt3-ni/g作为阴极的可伸缩PEMFC制造,活性面积为25 cm 2,不锈钢-314L(SS-314L)用作蛇纹石流场。此策略在电流密度1.59 a cm -2时提供了71.25 W mgpt -1的最大功率输出。此外,即使连续循环4小时,基于PT3-Ni/c/pt/c,基于PT/C的PT/C系统也提供了恒定的功率输出(68.75 W mgpt -1)。
第 6 章 场发射 6.1 简介 电子束在许多应用和基础研究工具中起着核心作用。例如,电子发射用于阴极射线管、X 射线管、扫描电子显微镜和透射电子显微镜。在许多此类应用中,希望获得高密度的窄电子束,且每束的能量分布紧密。所谓的电子枪广泛用于此目的,它利用热阴极的热电子发射来操作。然而,由于发射电子的热展宽,实现具有窄能量分布的电子束很困难。因此,冷阴极的场发射备受关注,但需要大的电场导致尖端表面的原子迁移,因此难以实现长时间稳定运行。碳纳米管可能为这些问题提供解决方案。事实上,碳纳米管在冷场发射方面具有许多优势:与金属和金刚石尖端相比,纳米管尖端的惰性和稳定性可以长时间运行;冷场发射的阈值电压低;工作温度低;响应时间快、功耗低、体积小。本章后面将讨论,利用纳米管优异场发射特性的原型设备已经得到展示。这些设备包括 X 射线管 [Sug01]、扫描 X 射线源 [Zha05]、平板显示器 [Cho99b] 和灯 [Cro04]。在详细介绍场发射之前,我们先介绍一下早期的实验工作,这些工作确立了碳纳米管在场发射方面的前景 [Hee95]。图 6.1 显示了测量碳纳米管薄膜场发射的实验装置。其中,碳纳米管薄膜(纳米管垂直于基底)用作电子发射器。铜网格位于纳米管薄膜上方 20 微米处,由云母片隔开。在铜网格和纳米管薄膜之间施加电压会产生一束电子,该电子束穿过铜网格,并在距离铜网格 1 厘米的电极处被检测到。 (需要注意的是,这些实验是在高真空条件下进行的,场发射装置位于真空室中,残余压力为 10 -6 托。)图 6.1 显示了这种装置的电流与电压曲线,表明正向偏置方向的电流大幅增加(发射类似于二极管:对于负电压,电流非常小)。为了验证光束确实由电子组成,光束在磁场中偏转,偏转对应于具有自由电子质量的粒子的偏转。该图的插图显示了 ( ) 2 log / IV vs 1 V − 的图,即所谓的 Fowler-Nordheim 图(更多信息请参见
cu 2 o光(光电极)可以产生很高的太阳能到水(STH)效率(≈18%),[6-8],但它也容易在水溶液中的光接种,显示出非常稳定的稳定性。[9,10]这是因为Cu 2 O的氧化还原电位位于Cu 2 O的带隙内,从而使其可将其减少到Cu或氧化为CUO中,这极大地限制了Cu 2 O光电座在光电子体(PoperelectRocata-Lytic(Pec)(PEC)场中的应用。[11–15]因此,已经大量研究用于改善催化过程中Cu 2 O光阴极的稳定性。例如,可以通过原子层沉积(ALD)技术在其表面上添加缓冲层(ZnO,Ca 2 O 3)和在其表面上的protective层(tiO 2 O 3),可以通过原子层(ALD)技术在电解质溶液中的光(TiO 2 O 3)和弹性层(tio 2)进行有效缓解。[16,17]但是,由于液体过程和昂贵的设备,此方法不适合大规模生产。因此,通过结合G -C 3 N 4,[18-20] NIS,[21] FeOOH,[22,23] Cu 2 S,[24-26]和MOFS [24-26]和MOFS [27,28],通过多样化的方法(例如,替代涂料,替代涂料)组合来形成连接,还可以提高复合Cu 2 O 2 O光阴极的稳定性。为了进一步提高Cu 2 O光电的光稳定性,需要通过可重复的过程和技术开发一些更有效的保护层材料。据报道,切断光电剥离和电解质溶液之间的反应可以有效抵抗其光腐蚀。此外,明显提高了Cu 2 O[29–31]铜苯乙酰基(pHCCCA)是一种新报道的金属有机聚合物半导体,具有出色的照片/热稳定性,可见光的光反应和高电子孔孔对分离效率。[32–36]最重要的是,它还显示出强的疏水性,静态水接触角为131.2°。[37]通过报道的光热方法,[16]高质量的pH c c c c cu Cu保护层被成功地自组装在Cu 2 O 2 O光(图1)的表面上(图1),有效地抑制了其光腐蚀,通过与电解液和O 2中的O 2分开其光腐蚀。在长期PEC实验后,通过构造的pH phcc cu/cu/cu 2 o光电座获得的稳定光电流密度显示出其出色的光稳定性,这也由稳定的晶体结构,形态和cu的价位证明。
对氧气还原反应(ORR)活性的电活性和具有成本效益的电催化剂的简单设计对于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的商业化中的能量转化至关重要。在本文中,我们合成了稳定的Ni的稳定的电活性双金属催化剂,该催化剂以低负载的Pt纳米颗粒锚定,并用作催化剂整合的支持材料(PT3-NI/G)。它表现出最大的电化学表面积(ECSA,108.56 m2/gpt),质量活性(2.2 a mgpt)和特定活性(3.47 mA cm -2),表示出色的ORR活性。此外,通过0.2 mgPTCM -2 pt3-ni/g作为阴极的可伸缩PEMFC制造,活性面积为25 cm 2,不锈钢-314L(SS-314L)用作蛇纹石流场。此策略在电流密度1.59 a cm -2时提供了71.25 W mgpt -1的最大功率输出。此外,即使连续循环4小时,基于PT3-Ni/c/pt/c,基于PT/C的PT/C系统也提供了恒定的功率输出(68.75 W mgpt -1)。
将阳极电位限制为0.1-0.8 V与Li/Li +限制阳极的容量,约为30%。为了维持细胞的高容量(在mah/g lnmo中),因此有必要增加阳极的能力。对于本研究中使用的石墨和LNMO,最佳的N/P比为1.64。进行比较,还测试了具有N/ P = 1.10的单元。图3显示了具有两个N/P比的细胞的循环曲线。结果表明,当循环的条件受阳极状态的治疗时,可以构建稳定的LNMO石材细胞并保持100多个循环的稳定性,可容纳120 mAh/g lnmo。在这些条件下的稳定循环进一步表明,lnmo-graphite细胞中容量损失的起源与非化学串扰密切相关,在该串扰中,标准的CC-CV方案和LNMO阴极的组合迫使阳极上的极端循环条件,导致文献中已知的化学杂种。