华夏团队研究开发出Li,利用可逆反应升高一定能

2019-07-17 作者:改装一族   |   浏览(195)

盖世汽车讯据外媒报道,由于氮气在大气层的含量极为丰富,其一度被视为可再生能源(renewable energy)的重要来源之一。然而,由于其原子结构的关系,氮气原子结构在常规条件下难以被打破,这对想要将氮原子键(atoms bond)转化为电能的科学家们而言,无疑是一大挑战。

核心提示:中国的研究人员已研发出一款锂-氮充电电池,其原理在于可逆反应6Li

如今,中国的研究人员已研发出一款锂-氮充电电池,其原理在于可逆反应6Li N– ⇋ 2Li–N的运用。该电池系统由锂电池阳极、基于醚类电解质(ether-based electrolyte)、碳布阴极(carbon cloth cathode)组成,该电池的法拉第效率为59%。

  • N– ⇋ 2Li–N的运用。该电池系统由锂电池阳极、基于醚类电解质(ether-based electrolyte)、碳布阴极(carbon cloth cathode)组成,该电池的法拉第效率为59%。

该“概念验证(proof-of-concept)”设计被刊登在《化学》杂志上,通过逆向的化学反应为当前的锂-氮电池提供电能。与将氮锂化合物分解为锂和氮气,借此获得化学反应时所产生的能量不同,该研究机构的Li-N2电池可在环境温度条件下,在大气氮(atmospheric nitrogen)中运行,与锂产生发生反应后将生成氮锂化合物。相较于其他锂金属电池,其能量输出时间较短。

盖世汽车讯据外媒报道,由于氮气在大气层的含量极为丰富,其一度被视为可再生能源(renewable energy)的重要来源之一。然而,由于其原子结构的关系,氮气原子结构在常规条件下难以被打破,这对想要将氮原子键(atoms bond)转化为电能的科学家们而言,无疑是一大挑战。

澳门太阳集团2007手机版,在室温条件下,该款Li-N2电池的结构及再充电性(rechargeability)如下:图Li-N2电池结构图,含有金属锂箔阳极(Li-foil anode)、基于醚类的电解质及共阴极(CC cathode)。图:电流密度为0.05 mA/cm2时,带共阴极的Li-N2电池的氮气固化曲线(N2 fixation curves)及氮气演化曲线(N2 evolution curves):扫描频率为0.05 mV/s时,在氮气饱和大气及氩气饱和大气下,Li-N2电池的控制点曲线(CV curves)。图:电流密度为0.05 mA/cm2时,Li-N2电池的循环性能。

如今,中国的研究人员已研发出一款锂-氮充电电池,其原理在于可逆反应6Li N– ⇋ 2Li–N的运用。该电池系统由锂电池阳极、基于醚类电解质(ether-based electrolyte)、碳布阴极(carbon cloth cathode)组成,该电池的法拉第效率为59%。

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该“概念验证(proof-of-concept)”设计被刊登在《化学》杂志上,通过逆向的化学反应为当前的锂-氮电池提供电能。与将氮锂化合物分解为锂和氮气,借此获得化学反应时所产生的能量不同,该研究机构的Li-N2电池可在环境温度条件下,在大气氮(atmospheric nitrogen)中运行,与锂产生发生反应后将生成氮锂化合物。相较于其他锂金属电池,其能量输出时间较短。

该研究团队已论证,这款Li-N2电池能够在室温和大气温度下进行充电,其涉及一下可逆的电池反应(reversible battery reactions):

在室温条件下,该款Li-N2电池的结构及再充电性(rechargeability)如下:图Li-N2电池结构图,含有金属锂箔阳极(Li-foil anode)、基于醚类的电解质及共阴极(CC cathode)。图:电流密度为0.05 mA/cm2时,带共阴极的Li-N2电池的氮气固化曲线(N2 fixation curves)及氮气演化曲线(N2 evolution curves):扫描频率为0.05 mV/s时,在氮气饱和大气及氩气饱和大气下,Li-N2电池的控制点曲线(CV curves)。图:电流密度为0.05 mA/cm2时,Li-N2电池的循环性能。

阳极:6Li ⇋ 6Li 6e−

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阴极:6Li N2 6e− ⇋ 2Li3N

整体:6Li N2 ⇋ 2Li3N

该研究团队调查了钌共阴极及二氧化锆共阴极这两类复合阴极的使用,进而提升氮气固化能效。带阴极催化剂(catalyst cathodes)的Li-N2电池的固化能效要比原始共阴极(pristine CC cathodes)的固化能效高。

该项研究由中华人民共和国科学技术部(Ministry of Science and Technology of China)及国家自然科学基金委员会(National Natural Science Foundation of China)提供资金支持。

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