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国外新能源领域近期汇总(12.19-1.10):更清洁、更高效的石墨烯电池|最快镁离子电池问世|电动汽车电池的前景何在?|更加持久的锂电池

来源:材料科技在线|

发表时间:2018-01-13

点击:1582

1、锂硫电池界新秀:高储锂胶囊状Li -S复合材料

据12月18日,techxplore报道称,美国俄勒冈州立大学的纪秀磊教授和阿贡国家实验室的Khalil Amin教授等人将Li箔在氩气携带的CS2蒸汽中燃烧,由此产生Li2S纳米晶体和石墨烯层,并且这些石墨烯层会包覆在Li2S晶体上(Li2S@石墨烯)。


石墨烯包裹的硫化锂复合材料的致密性和导电性能的提高,可以实现高质量负载,这是决定锂硫电池可能的实际应用的关键因素之一。 另外,硫化锂阴极可以与非锂金属阳极耦合,这可以避免在许多锂阳极基电池中形成树枝状晶体的问题。
2、英属哥伦比亚大学:卤素可以极大提高太阳能电池的转化率

来自英属哥伦比亚大学(UBC)和查珀尔希尔的北卡罗来纳大学最近发现,采用卤素一类的元素,包括氟,溴,氯和碘,染料敏化太阳能电池中的转换效率可提高25%。这一发现为改进太阳能电池的设计奠定了基础。


研究人员还发现,较大的卤素分子,更容易被染料补给电子。含碘的染料是氟的两倍多,它的再生速度几乎是电解质的三倍,总之,这些发现有助于我们对染料敏化太阳能电池中的相互作用进行优化,以改变太阳能电池性能。这可能为廉价和高效的能源转换技术打开新途径。
3、新发现!新技术可以快速筛选新型太阳能电池!

该系统包括制作一个简单的测试装置,然后在不同的照明水平和不同的电压下测量它的电流输出,从而精确地量化在这些变化的条件下性能的变化。然后这些值被用来改进统计模型。


我们的目标是将快速的表征方法与我们实验室开发的更快的材料和设备合成方法联系起来”。他说。最后我非常希望,可以通过高吞吐量的计算、自动化和机器学习的结合帮助我们将新材料开发的速度提高到5倍以上。这可能会带来变革,将新材料的时间期限从20年减少到大约3到5年。
4、可以更清洁、更高效的氧化石墨烯电池

随着研究人员有效率地收集氧化石墨烯(GO)电池能量,发现这种氧化石墨烯电池功率比锂电池甚至太阳能电池都要高。高性能储能电池替代锂离子电池的项目方案”目的在于推进基于氧化石墨烯的超大容量储能电池的发展,该超大容量电池有望在传统电池的基础上,实现更理想的能量密度、灵活性以及环境可持续发展。
5、光伏电池的新生产技术不仅降低了成本,还提高了稳定性

钙钛矿太阳能电池包括钙钛矿结构化合物,最常见的是混合了有机及无机铅或锡的卤化物材料来形成采光活性层。如甲基铵,卤化物这样的钙钛矿物质,生产成本低,生产工艺相对简单。这些容易合成的材料被看作是太阳能电池的未来,因为它们独特的结构可能制造出低成本、高效率的光伏电池。


该研究项目是第一个表明该化合物可以通过复合钙钛矿材料的机械化学反应产生的,这是一项重要的成就,由于通过严谨地改变钙钛矿物质的化学组成,它们可以适应于光伏、催化和其他科学技术领域的具体应用。

6、最快镁离子电池问世!

能源储存研究联合中心(JCESR)的美国能源部(DOE)科学家团队已经发现了迁移率最快的镁离子固态导体,这是制造固态镁离子电池的主要步骤,这两种电池都是能量密集且安全的。


Canepa说:“通过将计算材料科学方法学,合成和各种表征技术结合在一起,我们已经确定了一类能够以空前的速度传输镁离子的新型固态导体。”
7、减少电池“交通拥挤”,提升电池使用性能

桑迪亚国家实验室研究发现,在小型电子产品中提高固态锂离子电池性能的主要障碍是,锂离子在电池界面上的流动性。El Gabaly解释说,在任何锂电池中,锂在充电和放电时必须从一个电极到另一个电极来回移动。然而,锂离子在不同材料中的流动性并不相同,材料之间的界面是其主要障碍。


我们现在已经可以将我们的电池与LED、传感器、小型天线或任何数量的集成设备结合起来。尽管我们对电池的性能感到满意,但我们仍会不断前行,不断改善它。
8、你知道吗?电能储存新方法!

最近日本南部九州大学国际碳中和能源研究所(I2CNER)的一个研究小组创建了一种通过连续电解来将能量储存为化学形态的装置。


合作者Miho Yamauchi说:“在合适的条件下,我们的电池使OX的转换几近达到了100%,我们感到非常激动。“我们计算出,GC溶液的体积比能量是氢气的50倍左右。需要明确的是,与容量相比,GC溶液的能源效率仍然落后于其他技术。
9、极研究力证:电动汽车电池的前景何在?

这无疑是个好消息,通过控制电极材料的原子结构演变来调整电池充放电的方式,为我们提供了极具憧憬的新途径来优化富锂阴极的电压性能。”


如果能实现富锂电极的高效工作,将达成一项壮举,因为富锂电极将成为电动汽车的更佳推动器。汽车产业对如何实现研究目标有浓厚兴趣,也认识到攻克技术壁垒将会帮助汽车业解决阻碍其发展的障碍。”
10、研究快讯!利用激光蒸发技术制造新的太阳能材料!

杜克大学的材料科学家们已经开发出一种方法来制造混合薄膜材料,这种材料一般情况下很难甚至不可能制造出来。这项技术可以成为新一代太阳能电池、发光二极管和光电探测器的突破口。


甲基碘化铅是是目前太阳能中最常用的钙钛矿而且是一种有机成分简单,但它是性能非常高的光吸收剂,如果我们能找到一种新的制造方法来制造更复杂的分子组合,它将为多功能材料开辟新的化学领域。”
11、马萨诸塞大学科学家极大的提高了聚合物链储能效率

一支来自马萨诸塞大学的团队研发出了一种聚合物基能量存储系统,当需要时会以热量形式放出能量。科学家们说他们的系统利用像圣诞节彩灯一样排布的聚合物链,可以实现比以前聚合物基系统高一倍的存储密度。


这项技术可以在太阳能板上应用。太阳能板白天收集能量,在天黑后用来加热或烹饪。
12、使用氧和铁来驱动更多的锂离子得到更加持久的锂电池!

Wolverton的团队与Argonne国家实验室的研究人员合作成功研制出了一种可充电的锂-氧化铁电池,这种电池能够比普通的锂钴氧化物电池循环使用更多的锂离子。


每个金属有四个锂离子,这将改变一切,” Wolverton说。“这意味着你的手机可以延长8倍,或者你的车能开8倍的距离。如果电动车能够在行驶里程和成本方面与汽油动力汽车竞争,那么这将改变世界。”
13、新型纳米负极材料进一步提升燃料电池性能!

据莱斯大学的研究人员介绍,用于快速氧化还原的氮掺杂碳纳米管或石墨烯纳米带改性可能是铂的理想代替品。这是燃料电池的主要反应,它能将化学能转化为电能。
14. Science最新:浙江大学研究人员开发出了长循环寿命超快电池

铝离子电池(AIB)具有低成本、不易燃性和基于三电子氧化还原性能的大容量金属铝阳极。然而,由于其阴极性能的不足,特别是在容量、高倍率性能和循环寿命方面,AIB仍然不能与锂电池和超级电容器相竞争。


为了解决这些问题,浙江大学高分子科学与工程系教授高超(GAO Chao)领导的研究小组提出了一种“三高三连续(3H3C)设计”,实现理想的石墨烯薄膜(gf-hc)具有优良的电化学性能的阴极。
15、研究快讯!电池充电新见解助力电动车的改进开发!

今天,Forschungszentrum Jülich和Forschungszentrum Jülich大学的研究人员开发了一项新技术,该技术在Elsevier的今日材料上发表,对于锂离子电池的充电率如何成为限制其寿命和安全性的一个因素,提供了一个独特的见解。


Forschungzentrum Jülich and RWTH Aachen U大学的Rudiger-A博士解释道:我们的目标是开发一种工具集,帮助对不同的电池设计和电动车协议的锂金属进行实用的理解。




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