新研究發現氫元素有助于顯著提升锂離子電池的
2016-09-19 79次
 最常見的還是3D石墨烯納米泡沫材料,你可以在許多類型的電化學存儲媒介中找到它,包括氫罐、超級電容、能量吸著劑、以及锂電池。

  此外,它也被用于過濾、絕緣、以及海水淡化系統。科學家們相信,所有這些應用都會得益于這項新研究,並迎來不同程度的改善。

  操作中的‘葉建超’與在一旁觀看的Morris Wang。

  原子氫是在石墨烯生産過程中的殘留物,但其在點存儲應用中的角色則有些不太好理解。衆所周知,氫吸附劑會影響石墨烯的結構。如果沒有氫元素摻雜,它理論上就是一個不導電的絕緣體了。

  LLNL的目標是找到氫與石墨烯在生産過程中的關系到底如何,以及如何操縱和改進用于存儲媒介的石墨烯質量。團隊的實驗涉及了在低溫下處理石墨烯與氫,這會導致石墨烯被氫元素打開一個小破孔,使锂能夠更輕易地穿透。

  在锂離子電池中,這一改進不僅可以提升其放電功率,也能夠增強其吸收能力。此外,由于锂能夠更輕易地約束到石墨烯材料邊緣的地方,整體容量也會得到提升。

  3D GNFs的電化學性能。

  LLNL科學家Brandon Wood說到:

  我們發現了通過氫處理來大幅提升石墨烯納米泡沫電極材料額定容量的方法,將實驗結果與詳細模擬結合之後,我們能夠跟蹤改進這種介于缺陷和遊離氫之間的微妙相互作用。這會導致石墨烯化學和形態學的一些細微變化,並證實對性能有著巨大且驚人的影響。

  不過文章作者也指出,他們的實驗並未回答一些關鍵問題,比如如何優化缺陷的密度、以及如何找到氫與石墨烯材料的最佳結合點,以便明確地讓锂離子電池取得更高的能量密度。

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