वीबी का निर्माण<sub> 2</subविद्युत रासायनिक परीक्षण के लिए> / एयर सेल
Summary
एक प्रोटोकॉल जस्ता / एयर सेल के लिए विकसित पिछले प्रौद्योगिकी का उपयोग करके बहु – इलेक्ट्रॉन धातु / हवा बैटरी प्रणालियों का अध्ययन करने के लिए प्रस्तुत किया है. विद्युत परीक्षण तो प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए गढ़े बैटरी पर किया जाता है.
Abstract
नई बहु इलेक्ट्रॉन धातु / हवा बैटरी प्रणालियों के गुणों और प्रदर्शन की जांच के लिए एक तकनीक का प्रस्ताव रखा और प्रस्तुत किया है. नैनोस्कोपिक वीबी 2 synthesizing के लिए एक विधि छुट्टी पर स्थिरीकरण के लिए वीबी 2 कणों को एक zirconium ऑक्साइड कोटिंग लागू करने के लिए भी कदम दर कदम प्रक्रिया के रूप में प्रस्तुत किया है. मौजूदा जस्ता / हवा कोशिकाओं disassembling के लिए प्रक्रिया एक नैनोस्कोपिक वीबी 2 एनोड साथ पारंपरिक जस्ता / हवा सेल एनोड बदलने के लिए नए काम कर इलेक्ट्रोड के अलावा निर्माण में दिखाया गया है. अंत में, पूरा वीबी 2 / हवा बैटरी के निर्वहन की सूचना दी है. हम एक परीक्षण बिस्तर के रूप में जस्ता / हवा सेल का उपयोग उच्च ऊर्जा उच्च क्षमता नैनोस्कोपिक वीबी 2 एनोड के प्रदर्शन का अध्ययन करने के लिए एक सुसंगत विन्यास प्रदान करने के लिए उपयोगी है कि दिखा.
Introduction
एक anode के रूप में vanadium diboride किसी भी anode सामग्री की सर्वोच्च बड़ा चार्ज की क्षमता के बीच है. इस प्रोटोकॉल के इस आकर्षक सामग्री के अध्ययन के लिए एक विधि का परिचय. धातु जस्ता कारण जस्ता धातु के उच्च दो इलेक्ट्रान बड़ा और 5.8 काह एल -1 और क्रमश: 820 आह किलो -1, के gravimetric प्रभारी भंडारण क्षमता के लिए जलीय प्राथमिक प्रणालियों में प्रमुख एनोड सामग्री दिया गया है. के रूप में जाना * जस्ता कार्बन बैटरी, LECLANCHE सेल, पहले एक क्लोराइड इलेक्ट्रोलाइट 1 में एक मैंगनीज डाइऑक्साइड (कार्बन वर्तमान कलेक्टर) कैथोड साथ एक जस्ता एनोड संयोजन, 19 वीं सदी में शुरू की गई थी. आम alkaline बैटरी एक ही जोड़ी का इस्तेमाल करता है, लेकिन एक जलीय क्षार हाइड्रॉक्साइड इलेक्ट्रोलाइट साथ क्लोराइड इलेक्ट्रोलाइट की जगह. साथ में जस्ता कार्बन और alkaline बैटरी प्राथमिक बैटरी के बहुमत शामिल 1 बेचा. क्षारीय सेल में मैंगनीज डाइऑक्साइड कैथोड बदल दिया जाता हैएक हवा कैथोड से, काफी अधिक ऊर्जा भंडारण क्षमता हासिल कर रहे हैं. इस जस्ता हवा बैटरी हवा से ऑक्सीजन का इस्तेमाल करता है, और आमतौर पर 1-3 सुनवाई एड की बैटरी में पाया जाता है.
उच्च क्षमता बैटरी भंडारण के लिए हमारी खोज अणु 4-11 प्रति कई इलेक्ट्रॉनों हस्तांतरण कर सकते हैं कि सामग्री पर ध्यान केंद्रित किया है. हम पता लगाया है रेडोक्स जोड़ों की व्यापक विविधता में, वीबी 2 क्रमशः -1 किलो 20.7 काह एल -1 और 4060 आह का बड़ा और gravimetric क्षमता के साथ, वीबी 2 प्रति 11 इलेक्ट्रॉनों को रिहा करने में सक्षम एक असाधारण क्षारीय एनोड के रूप में बाहर खड़ा है. * में 2004, यांग और सह कार्यकर्ता वी बी 2 के निर्वहन की सूचना दी, लेकिन यह भी वीबी 2 क्षार मीडिया 12 में जंग के लिए अतिसंवेदनशील है जिसमें विस्तारित डोमेन दस्तावेज. 2007 में, हम वीबी 2 कणों पर एक कोटिंग वीबी 2 / हवा ख का प्रदर्शन करने के लिए अग्रणी है, इस जंग 13 से बचाता है कि सूचना दी2008 14 में attery.
इस पत्र में, हम वीबी 2 / हवा सेल करने के लिए आवेदन के रूप में पहले से जस्ता / एयर सेल के लिए विकसित प्रौद्योगिकी को रोजगार के नए धातु / हवा प्रणालियों की जांच करने के लिए इस्तेमाल एक प्रोटोकॉल उपस्थित थे. एक nanoscopicVB 2 एनोड 4060 आह की सैद्धांतिक आंतरिक क्षमता के करीब पहुंच एक ग्यारह इलेक्ट्रॉन ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया प्रदर्शन करने में सक्षम एक उच्च ऊर्जा उच्च ऊर्जा घनत्व एनोड के रूप में प्रस्तुत किया है वृद्धि की बैटरी वोल्टेज और बैटरी भार क्षमता पर -1 किलो. वीबी 2 / हवा जोड़ी जस्ता / हवा सेल 1 से निकाले ही ऑक्सीजन हवा कैथोड रोजगार, KOH / NaOH के एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करता है. कार्बन electrocatalyst कैथोड निर्वहन के दौरान खपत नहीं है.
आगे सेल प्रदर्शन में सुधार करने के लिए एक बड़ा समझ के क्रम में वीबी 2 / हवा प्रणाली के लिए एक की जरूरत मौजूद है. नैनोस्कोपिक वीबी 2 सामग्री के गुणों और प्रदर्शन टी का उपयोग कर पता लगाया जा सकता हैजस्ता / हवा सेल 15,16 की वह सेल विन्यास. विद्युत परीक्षण नैनोस्कोपिक वीबी 2 के लिए किया जा सकता है विभिन्न दरों पर प्रतिशत दक्षता के माध्यम से प्रदर्शन की तुलना करने के लिए.
Protocol
Representative Results
Discussion
इस तरह से वीबी 2 / हवा बैटरी का निर्माण एक नए उच्च क्षमता बैटरी के लिए संभावना की अनुमति होती है, कि अणु चार्ज हस्तांतरण प्रति ग्यारह इलेक्ट्रॉनों का अध्ययन करने और जांच करने की क्षमता प्रदान करता है….
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक इस परियोजना के वित्त पोषण के लिए राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन पुरस्कार 1006568 स्वीकार करना चाहते हैं.
Materials
| MATERIALS | |||
| Boron | Alfa Aesar | 11337 | |
| Diethyl Ether | J.T. Baker | 9244-06 | 4L |
| Epoxy | Loctite | Heavy Duty 5 min setting time | |
| Isopropyl Alcohol | |||
| Panasonic 675 Zinc/Air cell | Panasonic | PR675H | Made in Japan (not German) |
| C-NERGY Super C65 | Timcal | Graphitic carbon black | |
| Vanadium | Aldrich | 262935 | |
| Vanadium Diboride | American Elements | 12007-37-3 | |
| Zirconium Chloride | Spectrum | Z20001 | |
| EQUIPTMENT | |||
| 50-mL round bottom flask | Fisher Scientific Co LLC | CG151001 | |
| Diagonal cutting pliers | Hardware store | ||
| Hot/stir plate | IKA | C-MAG HS 7 | |
| Glove box | Labconco | Precision Basic | |
| Ten 10-mm tungsten carbide balls | Lab Synergy | 55.0100.08 | |
| Tungsten carbide milling jar | Lab Synergy | 50.8600.00 | |
| Razor blade | Hardware store | ||
| Retsch PM 100 planetary ball mill | Retsch | 205400003 | |
| Stir bar | VWR International | 58947-140 |
Referências
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