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        無序晶體有望用于未來的電池技術(shù)
        
			
        
				2019-07-04 14:38:14
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        UCL和伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，微小的，無序的鎂鉻氧化物顆?？赡苁切骆V電池儲能技術(shù)的關(guān)鍵，與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，這種技術(shù)可以提高容量。
        

        這項研究發(fā)表于今天的Nanoscale，報告了一種新的，可擴展的方法，用于制造能夠?qū)㈡V離子可逆地儲存在高壓中的材料，這是陰極的特征。
        

        無序晶體有望用于未來的電池技術(shù)
        

        雖然處于早期階段，但研究人員表示，這是向鎂基電池發(fā)展的重大進展。迄今為止，很少有無機材料顯示出可逆的鎂去除和插入，這是鎂電池發(fā)揮作用的關(guān)鍵。
        

        “鋰離子技術(shù)正在達到其能力的范圍，因此尋找其他化學(xué)品非常重要，這將使我們能夠制造出具有更大存儲容量和更纖薄設(shè)計的電池，”聯(lián)合主要作者Ian Johnson博士說。 UCL化學(xué))。
        

        “鎂電池技術(shù)一直被認為是提供更耐用的手機和電動汽車電池的可能解決方案，但獲得用作陰極的實用材料一直是一個挑戰(zhàn)。”
        

        限制鋰離子電池的一個因素是陽極。出于安全原因，必須在鋰離子電池中使用低容量碳陽極，因為使用純鋰金屬陽極會導(dǎo)致危險的短路和火災(zāi)。
        

        相比之下，鎂金屬陽極更加安全，因此配合功能正極材料的鎂金屬可以使電池更小并儲存更多能量。
        

        以前使用計算模型的研究預(yù)測，鎂鉻氧化物(MgCr2O4)可能是鎂電池陰極的有希望的候選者。
        

        受這項工作的啟發(fā)，倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員在非?？焖俸拖鄬Φ蜏氐姆磻?yīng)中產(chǎn)生了約5納米的無序鎂鉻氧化物材料。
        

        伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的合作者將其鎂活性與傳統(tǒng)的有序鎂鉻氧化物材料(7納米寬)進行了比較。
        

        他們使用了一系列不同的技術(shù)，包括X射線衍射，X射線吸收光譜和尖端電化學(xué)方法，以觀察兩種材料在細胞中測試鎂活性時的結(jié)構(gòu)和化學(xué)變化。
        

        兩種類型的晶體表現(xiàn)非常不同，與較大的有序晶體中沒有這種活性相比，無序粒子顯示出可逆的鎂提取和插入。
        

        “這表明電池的未來可能存在于無序和非常規(guī)結(jié)構(gòu)中，這是一個激動人心的前景，我們之前沒有探討過，因為通常情況會導(dǎo)致電池材料出現(xiàn)問題。它強調(diào)了查看其他結(jié)構(gòu)缺陷材料的重要性Jawwad Darr教授(倫敦大學(xué)學(xué)院化學(xué)系)解釋說，可能為可逆電池化學(xué)提供更多機會。
        

        “我們看到，與有序晶體相比，增加表面積并且包括晶體結(jié)構(gòu)的無序為重要的化學(xué)反應(yīng)提供了新的途徑。
        

        傳統(tǒng)上，希望有序提供清晰的擴散途徑，使細胞容易充電和放電 - 但我們所看到的表明，無序結(jié)構(gòu)引入了新的，可進入的擴散途徑，需要進一步研究，“Jordi Cabana教授說。伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校)。
        

        這些結(jié)果是英國和美國研究人員之間激動人心的新合作的產(chǎn)物。倫敦大學(xué)學(xué)院和伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校計劃將研究擴展到其他無序，高表面積 材料，以進一步提高鎂儲存能力，并開發(fā)出實用的鎂電池。
        
			

			
          
        
			
        
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