| cyqdesign |
2015-11-13 11:34 |
超小黃鐵礦量子點(diǎn)可提升電池性能
如果智能手機(jī)的電池中添加了量子點(diǎn)——比人類發(fā)絲寬度小1萬(wàn)倍的納米晶體，充電時(shí)間可以縮短到30秒，但效果只能維持幾個(gè)充電周期。不過(guò)，美國(guó)范德堡大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)找到了解決辦法：使用蘊(yùn)藏豐富、成本低廉的黃鐵礦來(lái)制造量子點(diǎn)，可確保電池在幾十個(gè)充電周期內(nèi)都能快速充電。 _ H%ylAt1j
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范德堡大學(xué)官網(wǎng)11日發(fā)布新聞公報(bào)稱，納米級(jí)材料雖可顯著提高電池性能，但當(dāng)尺寸小于10納米（40至50個(gè)原子的寬度）時(shí)，納米粒子便與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以只能充放電幾次，這成為鋰離子電池商用邁不過(guò)去的“門(mén)檻”。該校機(jī)械工程專業(yè)助理教授卡里·品特指導(dǎo)、研究生安娜·道格拉斯帶領(lǐng)的研究小組利用標(biāo)準(zhǔn)的鋰紐扣電池和不同規(guī)格的黃鐵礦量子點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)4.5納米大小的量子點(diǎn)可以極大地提升電池的充電速度，延長(zhǎng)使用周期。 8=<d2u'
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這是因?yàn)椋S鐵礦能通過(guò)一種獨(dú)特的方式轉(zhuǎn)變?yōu)殍F和鋰—硫（或硫酸鈉）化合物來(lái)儲(chǔ)能，與商業(yè)鋰離子電池存儲(chǔ)電荷的機(jī)制不同。根據(jù)他們的觀察，這些超小納米顆粒允許鐵移動(dòng)到表面，而鈉或鋰則與黃鐵礦中的硫發(fā)生反應(yīng)，但如果換成較大的顆粒，鐵就無(wú)法在黃鐵礦材料中移動(dòng)，從而限制了它們的儲(chǔ)能能力。 bJGT^N@
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品特認(rèn)為，理解這種化學(xué)儲(chǔ)能機(jī)制至關(guān)重要，將有助于按照摩爾定律來(lái)革新電池性能，加快向電動(dòng)汽車過(guò)渡的步伐。他表示，未來(lái)新工具的開(kāi)發(fā)將使他們有能力研制可在幾秒鐘內(nèi)充電、幾天時(shí)間內(nèi)放電的電池，并且循環(huán)次數(shù)可多達(dá)幾萬(wàn)次，儲(chǔ)能能力可讓電動(dòng)汽車與汽油車媲美。 |J~;yO SD
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該研究成果發(fā)表在11日出版的《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)·納米》雜志上。
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