b'片上微型超级电容器(MSC)是最有前途的器件之一,可集成到微/纳米级电子设备中以提供足够的峰值功率和能量支持。然而,较低的工作电压和有限的能量密度极大地限制了它们更广泛的实际应用。在此,设计了基于Ti3C2TxMXene作为负极、活性炭作为正极的高压片上MSC,并通过一种新颖的切割喷涂法简单地制造了它。通过解决MXene的过度极化,单个非对称片上MSC可以在中性电解质(PVA / Na2SO4)中提供高达1.6V的电位窗口,并具有7.8 mF cm2的高面积电容(堆栈比电容为36.5 F cm3)和大大提高的能量密度3.5 mWh cm3在功率密度为100 mW cm3时,这远远高于其他片上储能产品。此外,MSC 表现出优异的容量保持率(10,000 次循环后仍保持 91.4%)。更重要的是,MSC 可以轻松扩大为硅晶片上串联和/或并联的高度集成阵列。显然,这项研究为开发用于片上电子产品和便携式设备的高压 MXene 基 MSC 开辟了新途径。'
摘要。Fennoscandian Boreal和山区有各种各样的植被类型,从北方森林到高山苔原和贫瘠的土壤。该区域正面临着超过全球平均水平的空气温度以及温度和降水模式的变化。这将有望改变芬诺斯卡尼斯植被组成,并改变面部土地使用的条件,例如林业,旅游和驯鹿饲养。在这项研究中,我们使用了独特的高分辨率(3 km)气候场景,这是由于强烈增加二氧化碳散发而导致的相当温暖,以研究气候变化如何改变蔬菜组成,生物多样性和适当驯鹿的可用性。使用动态植被模型,包括新的潜在驯鹿放牧的新实施,并在如此长的时间内和空间范围内重新塑造了前所未有的高分辨率的模拟植被图。使用植被清单在当地评估结果,并针对基于卫星的植被图的整个区域进行评估。在六个“热点”区域进行了对威胁物种统计的植被转移的更深入分析,其中包含稀有和威胁性物种的记录。在这种高发射情况下,模拟显示了植被组成的急剧变化,并在本世纪末加速了。令人震惊的是,结果sug-
采用一步水热法制备碳化钛/还原氧化石墨烯 (Ti 3 C 2 T z /rGO) 凝胶。该凝胶具有高度多孔结构,表面积为 ~224 m 2 /g,平均孔径为 ~3.6 nm。反应前体中 GO 和 Ti 3 C 2 T z 纳米片的含量不同,可产生不同的微观结构。Ti 3 C 2 T z /rGO 凝胶的超级电容器性能随成分而发生显著变化。比电容最初随 Ti 3 C 2 T z 含量的增加而增加,但在高 Ti 3 C 2 T z 含量下无法形成凝胶。此外,电容保持率随 Ti 3 C 2 T z 含量的增加而降低。与纯 rGO 和 Ti 3 C 2 T z 相比,Ti 3 C 2 T z /rGO 凝胶电极表现出增强的超级电容器性能,具有高电位窗口 (1.5 V) 和大比电容 (920 F/g)。 rGO 的 EDLC 与 Ti 3 C 2 T z 的氧化还原电容的协同效应是超级电容器性能增强的原因。用 Ti 3 C 2 T z /rGO 构建了一个对称双电极超级电容器单元,其面积电容非常高(158 mF/cm 2 ),能量密度大(~31.5 μW h/cm 2
b' 对锂离子电池的技术需求快速增长,促使人们开发具有高能量密度、低成本和更高安全性的新型正极材料。高压尖晶石 LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 (LNMO) 是尚未商业化的最有前途的候选材料之一。这种材料的两个主要障碍是由于高工作电压导致的较差的电子电导率和全电池容量衰减快。通过系统地解决这些限制,我们成功开发出一种厚 LNMO 电极,面积容量负载高达 3 mAh \xe2\x8b\x85 cm 2 。优化的厚电极与纽扣电池和袋式电池级别的商用石墨阳极配对,在 300 次循环后,全电池容量保持率分别高达 72% 和 78%。我们将这种出色的循环稳定性归功于对电池组件和测试条件的精心优化,特别注重提高电子电导率和高压兼容性。这些结果表明,精确控制材料质量、电极结构和电解质优化很快就能支持基于厚 LNMO 阴极(> 4 mAh \xe2\x8b\x85 cm 2)的无钴电池系统的开发,这最终将满足下一代锂离子电池的需求,降低成本,提高安全性,并确保可持续性。'
过渡金属碳化物(MXENES)是具有出色特性的新型2D纳米材料,对诸如储能,催化和能量转化等应用的有希望的显着影响。阻止MXENES广泛使用的主要障碍是缺乏在3D空间中组装MXENE的方法,而无需重大的恢复,从而降低了其性能。在这里,通过引入一种新型材料系统来成功克服这一挑战:在多孔陶瓷主链上形成的MXENE的3D网络。主干决定了网络的3D体系结构,同时提供了机械强度,气体/液体渗透性和其他有益特性。冻结铸件用于制造带有开放孔和受控孔隙率的二氧化硅主链。接下来,墨西哥流用于从分散体中将Mxene填充到主链中。然后将系统干燥以将孔壁与MXENE一起覆盖,从而形成一个相互连接的3D-MXENE网络。制造方法是可重现的,MXENE填充的多孔二氧化硅(MX-PS)系统是高导电性的(例如340 S m-1)。MX-PS的电导率受孔隙率分布,MXENE浓度和内部填充周期的数量控制。带有MX-PS电极的三明治型超电容器显示出极好的面积电容(7.24 f cm-2)和能量密度(0.32 MWH cm-2),仅添加了6%的MXENE MXENE质量。这种创建2D纳米材料的3D体系结构的方法将显着影响许多工程应用程序。
无定形材料表现出各种特征,这些特征不包含晶体,有时可以通过其混乱程度来调节(DOD)。在这里,我们报告了具有不同DOD的单层无定形碳(MAC)和单层无定形硼(MABN)的机械性能。使用具有密度功能理论级别准确性的机器学习势能通过动力学蒙特卡洛(KMC)模拟获得相关结构。提出了一个直观的阶参数,即连续随机网络中由Crystallites占据的面积f x来描述DOD。我们发现f x捕获了DOD的本质:具有相同f x的样品,但使用两个不同的KMC程序获得的微晶的大小和排列,实际上具有相同的径向分布函数,以及键长和键长和键 - 角度。此外,通过使用分子动力学模拟断裂过程,我们发现裂缝前MAC和MABN的机械响应主要由F X确定,并且对大小和特定排列不敏感,并且在某种程度上是晶体的数量和区域分布。分析了两种材料中裂纹的行为,并发现主要在连续的随机网络区域的蜿蜒路径中繁殖,并以截然不同的方式对材料加强的不同方式影响。目前的结果揭示了无定形单层的结构和机械性能之间的关系,并可能为二维材料提供普遍的加强策略。
酸性Mn的基于MN的天主分解室会导致MNO 2固体的积累,钝化阴极并形成“ Dead Mn”(图1(b)-2)由于产物被电解质流冲洗,从而降低了排放电压,容量和循环稳定性,并限制了Zn-MN FBS的能量密度。已经进行了许多效果,以改善锰转化反应的可逆性,以提高稳定性,同时使能力或电压构成。通过利用与Mn 2+的阴离子的配位作用,例如,乙酸,乙二胺乙酸乙酸(EDTA),可以通过抑制Mn 3+中间体的分离并避免“死亡MN”的前提来修改可逆性。10,17,18乙酸酯的电解质已显示出流量电池的循环稳定性显着提高。9,11尽管如此,轻度电解质中的质子活性降低,配位结构的改变会降低放电电压(O 1.6 V与Zn/Zn 2+)。此外,乙酸电解质中锌阳极的兼容性受损会导致稳定性有限,尤其是在高面积下。19,20一种替代的天然方法涉及采用脱钩的电解质,使用酸性和碱性的电解质分别作为天主分析器和厌氧分子来实现。21–23电压大大增加,这是由于基于碱性的电体中Zn反应的负潜力更大(1.199 V与SHE)。5,24,25,但是,脱钩的系统需要合并阳离子 - 交换膜(CEM),
摘要。海拔高度对降水和降雪的数量和分布模式有重大影响。许多研究确定了正海拔梯度,通常基于稀疏降水站或雪深测量数据。我们对海拔 - 雪深关系进行了系统评估。我们分析了在季节性积雪量最大时通过遥感获取的七个山区面积雪深数据。将雪深平均到 100 m 海拔带,然后与各自的海拔水平相关联。评估在三个尺度上进行:(i)完整数据集(10 km 尺度)、(ii)子集水区(km 尺度)和(iii)坡度横断面(100 m 尺度)。我们表明,所有尺度的大多数海拔-积雪深度曲线都具有单一形状。平均积雪深度随海拔高度增加,直至达到一定水平,此时积雪深度达到明显峰值,然后在最高海拔处下降。我们用通常为正的降雪海拔梯度来解释这种典型形状,该梯度受积雪覆盖和地形相互作用的影响。这些过程包括降水的优先沉积和风、滑坡和雪崩对雪的重新分布。此外,我们表明,平均积雪深度峰值的海拔水平与岩石的主要海拔水平(如果存在)相关。
用廉价和丰富的锌代替镍可能使高温钠氯化物(NA-NICL 2)电池成为一种经济上可行且在环境上可持续的可持续选择,用于用于平稳应用的大规模储能。然而,改变活性阴极金属会显着影响阴极微结构,电化学反应机制,细胞成分的稳定性和特定的细胞能。In this study, we investigate the influence of cathode microstructure on energy efficiency and cycle life of sodium-zinc chloride (Na-ZnCl 2 ) cells operated at 300 ◦ C. We correlate the dis-/charge cycling performance of Na-ZnCl 2 cells with the ternary ZnCl 2 -NaCl-AlCl 3 phase diagram, and identify mass transport through the sec ondary NaAlCl 4 electrolyte as an important contribution to the细胞电阻。这些见解可以设计量身定制的阴极微观结构,我们将其应用于具有50 mAh/cm 2的面积容量的阴极颗粒和阴极颗粒的细胞。在阴极颗粒中,我们在C/5(10 mA/cm 2)时证明了> 200个循环,以> 83%的能源效率传递了9 AH/CM 2的总容量。我们将阴极微结构中锌颗粒的粗化是降低能效性降解的主要原因。我们的结果为进一步增强Na-Zncl 2细胞的基础设定了基础,例如,通过使用合适的添加剂或结构元素来稳定阴极微观结构。
用纺织品式功能电极材料制成的抽象基于可穿戴纤维的锂离子电池(LIB)是实现为可穿戴电子设备供电的智能能源选项的关键。但是,在平面和固态电池中常用的现有功能材料衰减功能纤维或纱线电极的过程倾向于在组装成纺织品电极中时材料性能恶化。在这项工作中,我们专注于理解和使分层的富含Ni的阴极材料进入可穿戴的阴极纱。与CO和MN(如CO和MN)相比,富含Ni的阴极材料通常包含更高的Ni的比例,其具有LI [Ni 1-X M X] O 2(M =过渡金属元件,例如Mn,Al,Co等)典型结构。与许多商业阴极材料相比,它们提供了多个优势,包括更高的能量密度,改善的周期寿命和成本降低,在LIB的研究和开发中越来越受欢迎。我们制造的柔性Ni富含Ni的阴极纱线的总直径约为360 µm,涂层厚度约为80 µm,具有纺织特性,具有有希望的机械强度,并且具有符合任何形状的能力。当用Li金属作为反电极以半细胞排列进行测试时,富含Ni的阴极纱线电极显示稳定的环状性能,排放式均能约为3 mAh/cm 2,平均库仑效率为99.5%,在0.2 mA/cm/cm 2电流密度下。总体而言,结果表明,富含Ni的阴极材料尽管结构分层,但仍可以集成到可用的可穿戴纺织液体中。
