储能装置中使用的电极材料在循环过程中会发生结构和化学变化,这会影响装置的长期稳定性。然而,这些变化发生在电极表面的背后现象仍不清楚。在这里,我们通过多方面的方法研究了二维 (2D) 超级电容器电极在循环过程中的演变。我们提出了一种新方法来监测循环二维二硫化钨 (WS 2 ) 基电极引起的应变,通过使用开尔文探针力显微镜 (KPFM) 绘制不同电化学循环间隔下的电极功函数。为了支持我们的研究,使用拉曼光谱评估了二维 WS 2 基电极在重复循环过程中的演变。结果表明,在循环过程中,由于电解质离子的嵌入/脱嵌,WS 2 层中会产生应变。结果,可用的电化学活性位点增加,从而导致电容增加。这种新方法能够了解电极随循环寿命的演变,并有望有利于开发更高效、更持久的储能设备。
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利用大规模储能技术实现可再生能源的高效利用成为当今最热门的研究领域之一。1,2其中,钒氧化还原流电池(VRFB)具有容量设计灵活、循环寿命长、环境友好等优点,被认为是最有前途的大规模储能系统,目前已实现兆瓦时规模。尽管取得了巨大的成功,但其能量效率较低,无法与锂离子电池等其他电化学储能技术相媲美,寻找提高能量效率的方法至关重要。电极是钒离子氧化还原反应发生场所,是实现高效VRFB的关键。目前,石墨毡由于其在浓酸性条件下具有良好的稳定性和高导电性,被广泛应用于钒液流电池的电极材料。3 它们的催化活性低、比表面积小,不利于和促进
Micro-fabricated Surface Electrode Ion Trap with 3D-TSV Integration for Scalable Quantum Computing Jing Tao 1 , Luca Guidoni 2 , Hong Yu Li 3 , Lin Bu 3 , Nam Piau Chew 1 and Chuan Seng Tan 1* 1 School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University, Singapore 639798 2 Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques, Université Paris Diderot, France, 75205 3 Institute of Microelectronics, Agency for Science, Technology and Research (A*STAR), Singapore 117685 Email: tancs@ntu.edu.sg Abstract In this paper, 3D architecture for TSV integrated Si surface ion-trap is proposed, in which the TSV and microbump technology is used to connect the surface electrodes of ion trap到底部的Si插座。伪电位模拟用于确定“平面陷阱”和“ TSV陷阱”几何形状的捕获离子高度。在两种情况下均未观察到伪能力的显着偏差。初步的微型离子陷阱芯片是特征的。所提出的技术在形式和寄生降低微型表面离子陷阱方面有希望,用于可扩展的量子计算应用。(关键字:表面离子陷阱,3D TSV集成,量子计算)简介量子计算被广泛吹捧为维持对高性能计算未来需求的最有可能的技术之一。实现量子计算机的一种有希望的方法是将悬浮在真空中的原子离子用作量子位(Qubits)来执行量子操作[1]。离子被一组产生静态(DC)和射频(RF)电场的表面电极限制在自由空间中。具有适当波长的激光束用于将离子冷却到地面振动能状态,并通过解决离子的电子能态执行量子操作。现代离子陷阱芯片促进了在SI基板上制造的大量多段表面电极,以操纵高密度离子阵列或形成多个离子捕获区[2]。离子捕获技术的关键挑战之一是以可扩展的方式将不断增加的电极号互连到外部DC/RF电源。传统的电线键合方法需要在芯片表面积上设计耗尽空间的外围粘结垫设计,并且还具有从芯片外围到被困离子的激光障碍物的缺点。使用高级3D集成技术,提议将离子陷阱芯片垂直堆叠在Si插台上,在该插座机上,将通过(TSV)和微型凹凸在其中形成垂直互连以连接表面电极。图1显示了所提出的TSV积分离子陷阱模具的示意图,该陷阱堆叠在Si插孔器上,其中一个离子被困在陷阱芯片表面上方。提出的架构提供了一个微型离子陷阱系统,其优势具有高密度电极积分能力,较小的RC延迟,紧凑的外形尺寸和芯片表面激光束的清晰可访问性。
脉冲激光沉积(PLD)是一种具有复杂化学计量的薄膜,在成功制造高温超级导管(HTS)以薄膜形式的高温制造后,它引起了很大的研究注意。[1]从那时起,PLD主要用于与晶格匹配底物上多元化合物氧化物外延生长有关的应用,但尚未在光伏(PV)社区中进行探索。尽管在2000年代初通过PLD制造了高度导电的TCO,并通过PLD制造,并在OLEDS [2,3]中成功实现,但关于PV设备中PLD生长的触点的应用仍然很少。文献报道包括用于CIGS [4]的掺杂的ZnO膜和有机的太阳能电池和金属氧化物传输层用于卤化物钙钛矿太阳能电池。[6]此外,已经提出了PLD用于硫化葡萄糖剂吸收剂[7,8],最近,对于卤化物钙钛矿吸收剂层。[9,10]
摘要。目的:本研究探讨颅内电极捕获的神经信号的语音解码。大多数先前的研究只能使用 2D 网格上的电极(即脑皮层电图或 ECoG 阵列)和来自单个患者的数据。我们的目标是设计一个深度学习模型架构,可以同时适应表面(ECoG)和深度(立体定向 EEG 或 sEEG)电极。该架构应允许使用来自多个参与者的数据进行训练,这些参与者的电极位置变化很大,并且训练后的模型应该在训练期间未见过的参与者身上表现良好。方法:我们提出了一种名为 SwinTW 的新型基于变压器的模型架构,该架构可以与任意定位的电极一起工作,通过利用它们在皮层上的 3D 位置而不是它们在 2D 网格上的位置。我们使用来自单个参与者的数据训练特定于主题的模型,以及利用来自多个参与者的数据的多患者模型。主要结果:仅使用低密度 8x8 ECoG 数据的受试者特定模型在 N=43 名参与者中实现了高解码皮尔逊相关系数与地面实况频谱图 (PCC=0.817),优于我们之前的卷积 ResNet 模型和 3D Swin Transformer 模型。在每个参与者 (N=39) 中加入额外的条带、深度和网格电极可带来进一步的改进 (PCC=0.838)。对于只有 sEEG 电极的参与者 (N=9),受试者特定模型仍然具有可比的性能,平均 PCC=0.798。多受试者模型在看不见的参与者身上实现了高性能,在留一交叉验证中平均 PCC=0.765。意义:提出的 SwinTW 解码器使未来的语音神经假体能够利用任何对特定参与者来说临床上最佳或可行的电极位置,包括仅使用更常规的深度电极
高导电性的金属有机骨架 (MOF) 已被证明是一种令人兴奋的储能设备电极材料。然而,大多数 MOF 表现出低电导率,这限制了它们在超级电容器中的使用。为了解决这个问题,采用一种简单的酸处理方法获得纳米花状镍 2- 甲基咪唑骨架 (Ni-MOF),以在不破坏其骨架的情况下提高电导率。用最佳 pH 值为 2 的硫酸 (H 2 SO 4 ) 溶液处理的样品 (Ni-MOF-2) 表现出改善的表面纹理和优异的电化学特性。Ni-MOF-2 样品在 6 M 氢氧化钾 (KOH) 水性电解质中在 1 A/g 时显示出比其他样品高的 467 C/g 的比容量 (C s )。这主要是由于酸处理后 Ni-MOF-2 中的质子传导增强。此外,还使用电池型 Ni-MOF-2 作为正极,使用富含杂原子的活性炭 (O、N、S@AC) 作为负极,制造了混合超级电容器 (HSC) 装置。制造的 HSC 的最大比容量 (C s ) 为 38 mAh/g,比能量 (E s ) 高达 39 Wh/kg,最大比功率 (P s ) 为 11,079 W/kg。此外,HSC 在 10,000 次连续恒流充电/放电 (GCD) 循环中表现出约 87% 的出色循环稳定性。
图 2. ZnO-TFTs 阵列的电气、机械和光学特性。 (A) VD = 5V 时具有不同 W/L 比的 TFT 的传输曲线。 (B) W/L = 80/5 的 TFT 的输出特性,显示漏极电流 (ID) 与 VD 的关系,VG 从 -1 V 变化至 5 V(步长 = 1 V)。 (C) 一个阵列的十二个 ZnO-TFTs 电极的传输特性。红线为平均值。 (D) 来自同一阵列的十二个 ZnO-TFTs 电极的跨导。蓝线为平均值。 (E) ZnO-TFTs 电极在弯曲半径为 15 cm 的情况下经过 10 次弯曲循环后仍保持稳定的电气特性。 (F) ZnO-TFTs 阵列的透射光谱。插图是 3 × 4 ZnO-TFTs 阵列的光学图像,显示了其高透明度。白色框架标记电极阵列。比例尺:2 毫米。
锂离子电池在循环过程中改变其几何尺寸,这是一系列显微镜机制的宏观结果,包括但不限于扩散诱导的膨胀/收缩/收缩,气体进化,固体电解质相间相间相位相和颗粒的裂纹。通过数学模型预测非线性维度变化对于电池的终身预测,健康管理和非破坏性评估至关重要。在这项研究中,我们提出了一种将粉末材料弹性模型实施到多孔电极理论(PET)中的方法。通过将总体变形分解为弹性,塑料和扩散引起的部分,并使用粉末可塑性模型来描述塑料部分,该模型可以捕获由液体(DE-)插入引起的可逆厚度变化,以及由于重新安排和颗粒的稳定而导致的不可逆厚度变化。对于预测电池健康和安全性的现实世界应用,关键在于迅速解决数学方程。在这里,我们将耦合模型实施到开源软件PETLION中,以进行毫秒尺度模拟。使用从文献中收集的值,在不同条件下测试的值,与现实世界观测值相比,对计算模型进行参数化,并定性分析以发现参数输出关系。©2024作者。由IOP Publishing Limited代表电化学学会出版。[doi:10.1149/1945-7111/ad4f1e]这是根据Creative Commons Attribution 4.0许可(CC by,http://creativecommons.org/licenses/ by/4.0/)分发的开放式访问文章,如果原始工作适当地引用了原始作品,则可以在任何媒介中不受限制地重复使用工作。
有机氧化还原活性化合物由于其分子可调性而引起了最近对能量储能的研究的关注,从而促进了它们的应用特异性c优化。1 - 4在有机氧化还原活性材料的缔合中,共轭大环具有特别的功能性吸引力,结合了由其旷日持久的架构和出色的可重复性来实现的强大氧化还原特性,只能与离散的分子系统实现。5 - 7 [2.2.2.2] Paracyclane-1,9,17,25-苯乙烯(PCT,方案1,顶部)是一种特殊的共轭宏环,它占了这种有机的氧化还原活性材料,8依赖于其可预测的合成和反击 - Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-Ible-ible二 - 电源。可逆性降低PCT是通过隐藏的抗虫性的;在中性状态下,局部芳族苯基单元掩盖了4 N(24)p电子的形式大环共轭系统的反剖复,该系统可驱动具有4 N + 2(26)p电子的全球芳族dianion态的出色稳定性。9类似的芳香性切换在其他报告的有机电池电极材料中也起着作用。10 - 13对于PCT,可逆的两电子电化学还原与锂和钠离子的孔隙率相结合,分别在〜14 - 17%和〜4 - 5%V/V的情况下确定(取决于相位),将其作为电池电极材料启用。17,18然而,这些SQTI-RS中的烷基Sidechain存在赋予出色的溶解度,这显着阻碍了它们作为电池电极材料的循环时的物理稳定性。然而,在通用电池电解质中,PCT不能超过dianion状态,该状态限制了其特异性容量,同时,如果不适当选择导电剂和Binder,则Dianion态的增加溶解度会阻碍其循环性能。In order to raise speci c capacity and, drawing inspiration from the uniquely stable redox properties of aromatic cyclic anhydrides and their imide derivatives, such as naphthalenediimide, 14,15 our focus has shi ed towards the development of squarephaneic tetraanhydride (SqTA) and its tetraimide derivatives (SqTI, Scheme 1), 16 which builds on the多孔PCT子结构在本地和全球芳香状态之间的不同之间切换。Our development of SqTA opened up its conversion to a number of alkyl- N -substituted squarephaneic tet- raimides (SqTI-Rs), 16 which featured reversible access to the four-electron reduced state, owing to global aromaticity of the dianion and presumed global Baird aromaticity of the triplet tetraanion.因此,在储能中应用四电子可降低SQTI单元的分子设计中发展的策略需要集中于最小化的溶解度。通常,可以通过增强互联体相互作用(例如P - P相互作用)来降低复合溶解度,或通过省略侧技术来最大程度地减少有利的溶剂相互作用。26然而,如果通过连接扩展增加每个氧化还原活性单位的分子量,则可以降低特定的C容量。Conjugation extension of SqTI to increase p – p interactions may be achieved through its conversion into derivatives suitable for subsequent cross-coupling functionalisation, 19 or by its potential incorporation into covalent-organic frameworks 20 – 24 where its D 4 symmetry may be exploited to template reticular framework synthesis 25 by lattice propagation at the four anhydride positions of SqTA.