最近提出了一种基于pH-swing的电化学过程,以从直接空气捕获(DAC)再生支出的碱性吸收剂。在这项工作中,我们通过实验研究并理论上模拟了两种优化策略,以进一步减少这种新型电化学过程的能源消耗。首先,在CO 2解吸期间将部分真空应用于气相,以提高气体产量。当CO 2在气相中的CO 2部分压从0.9降低到0.3 atm时,电化学电池的能耗降低了12%至15%。第二,磷酸盐和硫酸盐作为背景电解质对碱性吸收剂进行测试,从而通过最大程度地减少电化学细胞中的欧姆损失来降低能源消耗。磷酸盐的最佳浓度为0.1 m,而在较高浓度的磷酸盐下,CO 2的生产率受到总碳进食率或高酸化溶液的限制。此外,由于与磷酸盐相比,硫酸盐的PKA低和高摩尔电导率,硫酸盐添加的能量消耗比磷酸盐添加更低。最后,最低的实验能量消耗为247 kJ mol -1 CO 2,CO 2二压压为0.3 atm和0.1 m的硫酸盐在150 a m -2的电流密度下添加0.1 m,而我们的数学模型预测理论最小能量消耗为138 kJ mol -1在相同的条件下。总体而言,研究的优化策略推动了节能电力驱动的流程以直接捕获的开发。
高性能电池有望用于电气化车辆,因此减轻温室气体的排放,这反过来促进了可持续的未来。但是,由于非线性治理物理和电化学,优化电池的设计具有挑战性。最近的进步证明了深度学习技术在有效设计电池中的潜力,尤其是在优化电极和电解质方面。本综述提供了深度学习的全面概念和原则,及其在解决与电池相关的电化学问题中的应用,这弥合了人工智能和电化学之间的差距。我们还研究了与不同深度学习方法相关的潜在挑战和机会,并根据特定的电池需求量身定制它们。最终,我们旨在激发电池技术领域基本科学理解和实践工程的未来进步。此外,我们根据特定的电池需求来强调不同深度学习方法的潜在挑战和机遇,以激发基本科学和实践工程的未来进步。
摘要 尽管人们致力于寻找具有更高比容量的新电极材料和电解质添加剂以缓解当前锂离子电池的众所周知的局限性,但人们认为这项技术已几乎达到其能量密度极限。它还存在严重的安全隐患,这归因于易燃液体电解质的使用。在这方面,固态电解质 (SSE) 能够在所谓的固态锂金属电池 (SSLMB) 中使用锂金属作为阳极,被认为是解决上述限制的最理想解决方案。近年来,由于电解质材料领域取得了显著进展,这项新兴技术得到了迅速发展,其中 SSE 可根据其核心化学性质分为有机、无机和混合/复合电解质。本战略评论对 SSE 领域报告的设计策略进行了批判性分析,总结了它们的主要优点和缺点,并为 SSLMB 技术的快速发展提供了未来展望。
可用的电池测试通道可能会部分解释为什么某些电池材料性能研究仅包含少数重复的数据。但是,与电解质配方,处理电极和电池组装相关的人体错误会导致电池性能变化。为了依靠结果,应最大程度地减少细胞间的可变性。Dechent等人的研究。10提出至少9个重复,以便能够使用一个参数来构建电池老化模型。系统的复杂性在很大程度上影响了提供可靠结果所需的重复数量,以使系统中的各种效果和反应分解。此外,主动学习和机器智能决策是o的,加上自动化,以形成“闭环”研究方法,在此之前,所有先前完成的步骤/实验都会为以下步骤提供信息,从而消除了古老的“试验和纠正”方法。2,11 - 13对于新的电池材料发现,闭环实验可以快速优化设计空间内的材料选择,发现比随机过程快的速度更快,并且经验更少。14在闭环方法中,高通量筛选使用自动化或半自动设置,以允许以高速率自动测量DE ned设计子空间。15高通量筛查的成功是显而易见的;杨等。16使用高通量光学测量来识别三阵金属氧化物组成空间中的区域,其光学趋势不是简单的相混合物,而McCalla等人。17证明了一个工作 - 能够每周同时收集数百种X射线差异模式和电化学阻抗光谱光谱。在这项工作中,我们描述了在环境实验室环境中用于电解质配方,组装和循环的电解质配方,组装和循环的自动机器人设置。在环境气氛中工作比保持干燥的室的成本效率要高得多,该室有可能用电池材料允许环境氛围打开未铺设的电解质设计空间。我们的功能和易于修改的设置可以适应不同的系统(例如非水电器的非水解);可以在维护,调整或增强功能的同时轻松地集成硬件组件的添加或去除,以将Odacell描述为模块化设置。使用Odacell进行多种化学的可能性概括了其探索液体电解质的高研究潜力的适用性,由于庞大的设计空间,这仍然是对光学的挑战。13到达这一目标,这项工作的目标是(1)设计和构建具有电解质配方和分配能力的可效率的,模块化的电池组装和测试设置,(2)确定细胞对细胞之间的可变性以及在环境氛围中组装的单元系统的可变性,以及在环境中组装的细胞,并表明设置的实用性和性能,(3),(3)溶剂,即在全细胞结合中的水和二甲基亚氧化二甲基氧化二甲基。
可用的电池测试通道可能会部分解释为什么某些电池材料性能研究仅包含少数重复的数据。但是,与电解质配方,处理电极和电池组装相关的人体错误会导致电池性能变化。为了依靠结果,应最大程度地减少细胞间的可变性。Dechent等人的研究。10提出至少9个重复,以便能够使用一个参数来构建电池老化模型。系统的复杂性在很大程度上影响了提供可靠结果所需的重复数量,以使系统中的各种效果和反应分解。此外,主动学习和机器智能决策是o的,加上自动化,以形成“闭环”研究方法,在此之前,所有先前完成的步骤/实验都会为以下步骤提供信息,从而消除了古老的“试验和纠正”方法。2,11 - 13对于新的电池材料发现,闭环实验可以快速优化设计空间内的材料选择,发现比随机过程快的速度更快,并且经验更少。14在闭环方法中,高通量筛选使用自动化或半自动设置,以允许以高速率自动测量DE ned设计子空间。15高通量筛查的成功是显而易见的;杨等。16使用高通量光学测量值来识别三阵金属氧化物组成空间中的区域,其光学趋势不是简单的相混合物,而McCalla等人。17证明了一个工作 - 能够每周同时收集数百种X射线差异模式和电化学阻抗光谱光谱。在这项工作中,我们描述了在环境实验室环境中用于电解质配方,组装和循环的电解质配方,组装和循环的自动机器人设置。在环境气氛中工作比保持干燥的室的成本效率要高得多,该室有可能用电池材料允许环境氛围打开未铺设的电解质设计空间。我们的功能和容易修改的设置可以适应不同的系统(例如非水电器的非水解);可以在维护,调整或增强功能的同时轻松地集成硬件组件的添加或去除,以将Odacell描述为模块化设置。使用Odacell进行多种化学的可能性概括了其探索液体电解质的高研究潜力的适用性,由于庞大的设计空间,这仍然是对光学的挑战。13到达这一目标,这项工作的目标是(1)设计和构建具有电解质配方和分配能力的可效率的,模块化的电池组装和测试设置,(2)确定细胞对细胞之间的可变性以及在环境氛围中组装的单元系统的可变性,以及在环境中组装的细胞,并表明设置的实用性和性能,(3),(3)溶剂,即在全细胞结合中的水和二甲基亚氧化二甲基氧化二甲基。
固体聚合物电解质(SPE)具有全面的优势,例如高柔韧性,与电极的界面电阻低,良好的膜形成能力和低价,但是,它们在固态电池中的应用主要受到不足的离子电导率的阻碍,尤其是低于融化温度等。为了提高离子传导能力和其他特性,已经利用了各种修改策略。在本文文章中,我们仔细检查了SPE(及其复合材料)的结构特征和离子传递行为,然后披露离子传导机制。离子转运涉及离子跳和聚合物分段运动,离子电导率的改善主要归因于电荷载体的浓度和迁移率的增加以及快速离子途径的构建。此外,总结了SPE的修改策略的最新进展,以增强共聚物结构设计到锂盐剥削,添加剂工程和电解质微型形态调节的离子传导。本文打算对SPE的离子传导和增强机制进行全面,系统性和深刻的了解,以在具有高安全性和能量密度的固态电池中可行的应用。
用电子显微镜揭示固体电解质(SES)的局部结构对于对固态电池(SSB)性能的基本了解至关重要。但是,如果未完全了解样品与电子束的相互作用,SSB中的固有结构信息可能会误导。在这项工作中,我们系统地研究了电子束对不同成像条件下掺杂的Al掺杂锂含氧酸锂(LLZO)的影响。li金属直接生长在LLZO的清洁表面上。发现所获得的LI金属生长动力学和形态受到温度,加速电压和电子束强度的严重影响。我们证明锂的生长是由于电子束发射下的正充电效应激活的LLZO界限。我们的结果加深了对电子束对SES的影响的理解,并为电池材料使用电子显微镜提供了指导。
使用双室微生物燃料电池v.thushyanthini a v.kirusanthy b s.loheeswaran a,b,* a p.thushy94@gmail.com 兰卡兰卡兰卡兰卡兰卡兰卡兰卡兰卡兰卡兰卡兰卡兰卡
电极中的界面不稳定性控制着锂离子电池的性能和寿命。虽然阳极上固体电解质界面(SEI)的形成引起了很多关注,但仍然缺乏对阴极上阴极 - 电解质界面(CEI)形成的阳极界面。为了填补这一空白,我们通过利用Operando数字图像相关性,阻抗光谱和冷冻X射线光电学光谱镜来报告有关磷酸锂,LifePo 4阴极的动态变形。Lifepo 4阴极在LIPF 6,LICLO 4或LITFSI中循环。在第一个周期之后,锂离子插入导致电化学菌株与(DIS)递送的状态之间几乎线性相关,而与电解质化学无关。但是,在LIPF 6中的第一个电荷 - 含有电解质的第一个电荷期间,在阳极电流上升开始时有明显的不可逆的正应变演化,并且在4.0V左右的电流衰减。阻抗研究表明,在相同的潜在窗口中表面阻力的增加,表明在阴极上形成了CEI层。CEI层的化学性质的特征是X射线光电子光谱。LIF,在第一个充电期间,电压以高于4.0 V的电压出现。我们的方法为阴极电极上CEI层的形成机理提供了新的见解,这对于为高性能电池开发可靠的阴极和电解质化学物质至关重要。
我们介绍了两个框架的耦合 - 伪开放的边界模拟方法称为恒定电位分子动力学模拟(CμMD),结合了量子力学/分子动力学(QMMD)计算 - 描述与电解质接触的石墨烯电极的性能。然后将所得的CμQMMD模型应用于散装溶液中的三个离子溶液(LICL,NaCl和KCl),范围为0.5 m至6 m,与带电的石墨烯电极接触。我们在这里描述的新方法提供了一种模拟协议,以控制电解质溶液的浓度,同时包括完全极化的电极表面的效果。由于这种耦合,我们能够准确地对双层的电极和溶液侧进行建模,并彻底分析带电接口处电解质的性质,例如电解质的筛选能力和电势元曲线。我们还报告了对每个离子物种分析的整个浓度范围内积分电化学双层电容的计算,而量子机械模拟则可以访问差异和积分量子电容。我们强调了微妙的特征,例如钾石墨烯的吸附或离子形成簇的趋势有助于石墨烯储存电荷的能力,并暗示对淡化的影响。