探析磁性浮子液位計(jì)為何具有革新儲(chǔ)能的潛力
返回列表發(fā)布日期：2019-09-30 10:43:40 |
俄勒岡州立大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，200年前首次報(bào)道的一種化學(xué)磁性浮子液位計(jì)有望完全改變用于電網(wǎng)或車(chē)輛等高功率應(yīng)用的能量存儲(chǔ)。
OSU科學(xué)學(xué)院的Xiulei（David）Ji領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)與Argonne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，加州大學(xué)河濱分校和Oak Ridge國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的合作者一起，率先證明了可能不需要擴(kuò)散。在電池電極的水合固態(tài)結(jié)構(gòu)中傳輸離子電荷。
研究結(jié)果已于2019年1月27日發(fā)表在《自然能源》上。
“要起一個(gè)負(fù)擔(dān)得起的電池的能量密度和磁性浮子液位計(jì)的具有優(yōu)良的循環(huán)壽命的功率是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)法拉第電極表示，”陸云，化學(xué)副教授。“到目前為止，大多數(shù)注意力都集中在金屬離子上-從鋰開(kāi)始，一直到元素周期表。”
但是，合作小組檢查了氫的單個(gè)質(zhì)子。該小組還回顧了1806年出生于德國(guó)的立陶宛化學(xué)家西奧多·馮·格羅特斯（Theodor von Grotthuss）提出的關(guān)于電解質(zhì)中電荷傳輸?shù)睦碚摗?br />
馮·格羅特斯（Von Grotthuss）只有20歲，他生活在一個(gè)政治動(dòng)蕩不安的地區(qū)，當(dāng)時(shí)他在法國(guó)科學(xué)雜志上發(fā)表了“關(guān)于水和通過(guò)電的方法溶解的磁性浮子液位計(jì)的回憶錄”。
據(jù)吳說(shuō)，它的工作原理是這樣的：當(dāng)橋接兩個(gè)水分子的氫原子“將其效忠”從一個(gè)分子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)時(shí)，電荷就會(huì)被傳導(dǎo)。
“氫鍵和氫-氧共價(jià)鍵的合作振動(dòng)幾乎從水分子的鏈與水鏈內(nèi)沒(méi)有傳質(zhì)的另一端的一個(gè)端部手?jǐn)噘|(zhì)子，”祭加入。
據(jù)吉說(shuō)，分子繼電器競(jìng)賽是高效充電管道的核心。
吉說(shuō)：“這就是它的美。”“如果將這種磁性浮子液位計(jì)安裝在電池電極中，則質(zhì)子不必穿過(guò)晶體結(jié)構(gòu)中的狹窄孔口。如果我們以促進(jìn)這種傳導(dǎo)為目的設(shè)計(jì)材料，那么這條管道就已經(jīng)準(zhǔn)備好了—我們已將魔術(shù)質(zhì)子高速公路建成了網(wǎng)格的一部分。”
Ji，Wu及其同事在研究中證明了普魯士藍(lán)類(lèi)似物Turnbull藍(lán)的電極具有極高的功率性能，這種染料在染料行業(yè)中被稱(chēng)為。電極晶格內(nèi)獨(dú)特的連續(xù)晶格水網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出格羅特斯磁性浮子液位計(jì)所承諾的“偉大”。
吉說(shuō)：“計(jì)算科學(xué)家在了解質(zhì)子跳躍在水中是如何發(fā)生方面取得了巨大的進(jìn)步。”“但是從來(lái)沒(méi)有探索過(guò)格羅特斯的理論來(lái)詳細(xì)地利用能量存儲(chǔ)，尤其是在明確定義的氧化還原反應(yīng)中，其目的是實(shí)現(xiàn)這種理論的影響。”
盡管Ji對(duì)這項(xiàng)研究的結(jié)果感到非常興奮，但他告誡說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)能量存儲(chǔ)或運(yùn)輸實(shí)用的電池超快充電和放電，還有更多工作要做。
這項(xiàng)研究得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)能源部的支持。
OSU科學(xué)學(xué)院的Xiulei（David）Ji領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)與Argonne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，加州大學(xué)河濱分校和Oak Ridge國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的合作者一起，率先證明了可能不需要擴(kuò)散。在電池電極的水合固態(tài)結(jié)構(gòu)中傳輸離子電荷。
研究結(jié)果已于2019年1月27日發(fā)表在《自然能源》上。
“要起一個(gè)負(fù)擔(dān)得起的電池的能量密度和磁性浮子液位計(jì)的具有優(yōu)良的循環(huán)壽命的功率是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)法拉第電極表示，”陸云，化學(xué)副教授。“到目前為止，大多數(shù)注意力都集中在金屬離子上-從鋰開(kāi)始，一直到元素周期表。”
但是，合作小組檢查了氫的單個(gè)質(zhì)子。該小組還回顧了1806年出生于德國(guó)的立陶宛化學(xué)家西奧多·馮·格羅特斯（Theodor von Grotthuss）提出的關(guān)于電解質(zhì)中電荷傳輸?shù)睦碚摗?br />
馮·格羅特斯（Von Grotthuss）只有20歲，他生活在一個(gè)政治動(dòng)蕩不安的地區(qū)，當(dāng)時(shí)他在法國(guó)科學(xué)雜志上發(fā)表了“關(guān)于水和通過(guò)電的方法溶解的磁性浮子液位計(jì)的回憶錄”。
據(jù)吳說(shuō)，它的工作原理是這樣的：當(dāng)橋接兩個(gè)水分子的氫原子“將其效忠”從一個(gè)分子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)時(shí)，電荷就會(huì)被傳導(dǎo)。
“氫鍵和氫-氧共價(jià)鍵的合作振動(dòng)幾乎從水分子的鏈與水鏈內(nèi)沒(méi)有傳質(zhì)的另一端的一個(gè)端部手?jǐn)噘|(zhì)子，”祭加入。
據(jù)吉說(shuō)，分子繼電器競(jìng)賽是高效充電管道的核心。
吉說(shuō)：“這就是它的美。”“如果將這種磁性浮子液位計(jì)安裝在電池電極中，則質(zhì)子不必穿過(guò)晶體結(jié)構(gòu)中的狹窄孔口。如果我們以促進(jìn)這種傳導(dǎo)為目的設(shè)計(jì)材料，那么這條管道就已經(jīng)準(zhǔn)備好了—我們已將魔術(shù)質(zhì)子高速公路建成了網(wǎng)格的一部分。”
Ji，Wu及其同事在研究中證明了普魯士藍(lán)類(lèi)似物Turnbull藍(lán)的電極具有極高的功率性能，這種染料在染料行業(yè)中被稱(chēng)為。電極晶格內(nèi)獨(dú)特的連續(xù)晶格水網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出格羅特斯磁性浮子液位計(jì)所承諾的“偉大”。
吉說(shuō)：“計(jì)算科學(xué)家在了解質(zhì)子跳躍在水中是如何發(fā)生方面取得了巨大的進(jìn)步。”“但是從來(lái)沒(méi)有探索過(guò)格羅特斯的理論來(lái)詳細(xì)地利用能量存儲(chǔ)，尤其是在明確定義的氧化還原反應(yīng)中，其目的是實(shí)現(xiàn)這種理論的影響。”
盡管Ji對(duì)這項(xiàng)研究的結(jié)果感到非常興奮，但他告誡說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)能量存儲(chǔ)或運(yùn)輸實(shí)用的電池超快充電和放電，還有更多工作要做。
這項(xiàng)研究得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)能源部的支持。
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