機械エンジニアがガラスセラミックで「すぐに使える」バッテリースポーツベットアイオー スポンサーを構築
木曜日, 3 月 31 日, 2016
ガープリート・シン, 機械原子力工学の准教授, と彼の研究チームは、シリコンオキシカーバイドガラスとグラフェンを使用した紙のような電池スポーツベットアイオー スポンサーを開発しました.| スポーツベットアイオー スポンサー写真をダウンロードします。
マンハッタン —スポーツベットアイオー スポンサーザス州立大学の技術者が開発した紙のような電池電極は、宇宙探査や無人航空機のツールを改善する可能性がある.
ガープリート・スポーツベットアイオー スポンサー, 機械原子力工学の准教授, と彼の研究チームは、シリコンオキシカーバイドガラスとグラフェンを使用してバッテリースポーツベットアイオー スポンサーを作成しました.
バッテリーのスポーツベットアイオー スポンサーは適切な特性を備えています. 他のバッテリースポーツベットアイオー スポンサーより 10% 以上軽い. 1000 回を超える充放電サイクルで 100% に近いサイクル効率を示します. シリコン産業の副産物である低コストの材料で作られています. マイナス 15 度の低温でも機能します, これにより、数多くの航空および宇宙用途が可能になります.
このスポーツベットアイオー スポンサーは Nature Communications の記事「」に掲載されています。ロングサイクルリチウムイオン電池用オキシカーバイドガラス-グラフェン複合紙スポーツベットアイオー スポンサー."
シンの研究チームは、電池とスポーツベットアイオー スポンサー設計のための新しい材料の組み合わせを研究しています. 体積あたりの容量が低いなど、高質量負荷で生じる課題のため、グラフェンとシリコンを実用的な電池に組み込むことは困難でした, 低いサイクル効率と化学機械的不安定性.
シンのチームは、化学的に修飾されたグラフェンの大きな小板の間に挟まれたシリコンオキシカーバイドと呼ばれるガラス状セラミックからなる自立型のすぐに使えるスポーツベットアイオー スポンサーを製造することで、これらの課題に対処しました, または CMG. スポーツベットアイオー スポンサーは、オキシ炭化ケイ素に由来する、1 グラムあたり約 600 ミリアンペア時、立方センチメートルあたり 400 ミリアンペア時という高い容量を持っています. 紙のようなデザインは、20% が化学修飾されたグラフェン小板でできています.
「紙のようなデザインは、金属箔のサポートとポリマー接着剤を排除しているため、現在の電池で使用されているスポーツベットアイオー スポンサーとは著しく異なります。どちらも電池の容量には寄与しません,「シンは言いました.
シン氏のチームが開発した設計により、セルの総重量が約 10% 節約されました. その結果、1000 回を超える充放電サイクルにわたってほぼ 100% のサイクル効率でリチウムイオンと電子を貯蔵できる軽量のスポーツベットアイオー スポンサーが誕生しました. 最も重要な点は、その材料が実用レベルでそのような性能を実証できるということです, シンは言った.
紙スポーツベットアイオー スポンサーセルは、1 グラムあたり 200 ミリアンペア時の容量を供給することもできますマイナス 15 ℃で約 1 か月間保存した場合でも, ほとんどのバッテリーがこのような低温では機能しないことを考えると、これは非常に注目に値します, シンは言った.
「これは、シリコンガラススポーツベットアイオー スポンサーとグラフェンスポーツベットアイオー スポンサーからなる充電式電池が高高度を飛行する無人航空機にも適している可能性があることを示唆しています, あるいは宇宙用途もあるかもしれない,「シンは言いました.
オキシ炭化ケイ素素材自体は非常に特殊です, シンは言った. 液体樹脂を分解して鋭いガラス状粒子に変化するまで加熱することによって調製されます. シリコン, 炭素原子と酸素原子はランダムな 3D 構造に再配置され、余分な炭素は細胞領域に沈殿します. このようなオープンな 3D 構造は、可逆的なリチウム貯蔵のための大きなサイトと、リチウムイオン輸送のためのスムーズなチャネルを生み出します. リチウム貯蔵のこの構造とメカニズムは結晶シリコンスポーツベットアイオー スポンサーとは異なります. 原料である液体樹脂はシリコン産業の副産物であるため、オキシカーバイドシリコンスポーツベットアイオー スポンサーは低コストであることが期待されています.
前進, シンと彼のチームは現実的な課題に取り組みたいと考えています. シンの目標は、このスポーツベットアイオー スポンサー材料をさらに大きな寸法で製造することです. たとえば, 現在の鉛筆型電池は、長さが 1 フィートを超えるグラファイトでコーティングされた銅箔スポーツベットアイオー スポンサーを使用しています. チームはまた、機械的曲げ試験を実施して、性能パラメータにどのような影響を与えるかを確認したいと考えています.
「最終的には」, 業界と協力してリチウムイオン電池のフルセルの生産を検討したいと考えています,スポーツベットアイオー スポンサー. "オキシカーバイドシリコンは 3D プリンティングでも製造可能, これも私たちの関心のある分野です."
この研究は国立科学財団から資金提供を受けました, スポーツベットアイオー スポンサーのものを含む スポーツベットアイオー スポンサー.
スポーツベットアイオー スポンサーザス州立大学の他の研究者には、ラミュエル・デイビッドも含まれます, 2015 年機械工学博士課程修了,テネシー州オークリッジ; ロミル・バンダヴァット, 2013 年スポーツベットアイオー スポンサー工学博士課程修了, オレゴン州ヒルズボロ; そしてウリエル・バレラ, 2015 年度スポーツベットアイオー スポンサー工学卒業生, オレイサ。
