Nuacht Tionscail

Trí Scaoileadh Ocsaigin a Chosc Féadann Cadhnraí Litiam-Iain Ard-Fhuinnimh níos Sábháilte

2021-10-22



Is féidir le scaoileadh ocsaigine ó ábhair cheallraí a bheith ina chúis le rith teirmeach. Creidmheas: Takashi Nakamura

 

Tá léargais úra curtha ar fáil ag grúpa taighde maidir le scaoileadh ocsaigine i gcadhnraí litiam-ian, rud a réitigh an bealach do chadhnraí ard-dlúis fuinnimh níos láidre agus níos sábháilte.

 

Tá cadhnraí den chéad ghlúin eile a stórálann níos mó fuinnimh ríthábhachtach má tá an tsochaí chun Spriocanna Forbartha Inbhuanaithe na NA a bhaint amach agus neodracht carbóin a bhaint amach. Dá airde an dlús fuinnimh, áfach, is amhlaidh is airde an dóchúlacht go dtarlóidh rith teirmeach – róthéamh na gcadhnraí a d’fhéadfadh pléascadh ceallraí a bheith mar thoradh air uaireanta.

 

Spreagtar é an ocsaigin a scaoiltear as ábhar gníomhach catóide le haghaidh éalaithe teirmeach, ach ní leor ár n-eolas ar an bpróiseas seo.

 

Rinne taighdeoirí ó Ollscoil Tohoku agus Institiúid Taighde Radaíochta Synchrotron na Seapáine (JASRI) imscrúdú ar iompar scaoileadh ocsaigine agus ar athruithe struchtúracha ábhartha catóide do chadhnraí litiam-ian LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 (NCM111). D'fheidhmigh NCM111 mar mhúnla ábhar ceallraí ocsaíd-bhunaithe trí thoirtmheascadh coulometric agus díraonta X-gha.

 

Fuair ​​​​na taighdeoirí amach go nglacann NCM111 le 5 mol% den scaoileadh ocsaigine gan aon dianscaoileadh agus go n-eascraíonn scaoileadh ocsaigine neamhoird struchtúracha, malartú Li agus Ni.

 

Nuair a scaoiltear ocsaigin, laghdaíonn sé na miotail trasdula (Ni, Co agus Mn in NCM111), rud a laghdaíonn a gcumas muirear cothrom a choinneáil sna hábhair.

 

Chun é seo a mheas, bhain an grúpa taighde úsáid as speictreascópacht ionsúcháin bhog-X-gha ag BL27SU SPring-8 â áis radaíochta sioncrótron ar scála mór a oibríodh JASRI sa tSeapáin.

 

Thug siad faoi deara laghdú roghnach Ni3+ ar NCM111 ag céim tosaigh scaoileadh ocsaigine. Tar éis don laghdú Ni a bheith críochnaithe, tháinig laghdú ar Co3+, agus d'fhan Mn4+ mar mhalairt ar fad le linn 5 mol% de scaoileadh ocsaigine.

 

“Tugann na hiompraíochtaí laghdaithe le fios go láidir go gcuireann ard-valent TÉ (Ni3+) go mór le scaoileadh ocsaigine,” a dúirt Takashi Nakamura, comhúdar an pháipéir.

 

Chun an hipitéis seo a thástáil, d'ullmhaigh Nakamura agus a chomhghleacaithe NCM111 modhnaithe ina raibh níos mó Ni3+ ná an NCM111 bunaidh. Chun a n-iontas, fuair siad amach go raibh scaoileadh ocsaigine i bhfad níos déine ag an NCM111 ná mar a bhíothas ag súil leis.

 

Bunaithe ar seo, mhol an grúpa taighde go ndéanfadh na miotail trasdula ardfhiúsacha ocsaigin laitíse a dhíchobhsú in ábhair cheallraí ocsaíd-bhunaithe.

 

“Cuideoidh ár dtorthaí le forbairt bhreise ar dhlús ardfhuinnimh agus cadhnraí láidre den chéad ghlúin eile comhdhéanta d’ocsaídí miotail trasdula,” a dúirt Nakamura.

 

Tagairt: “Éagobhsaíocht Ocsaigin Laitíse i gCatóidí Idirmhalartaithe Ocsaí-Bhunaithe: Cás-Staidéar ar LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 Sraitheach le Xueyan Hou, Kento Ohta, Yuta Kimura, Yusuke Tamenori, Kazuki Tsuruta, Koakashi Naura agus Tsuruta , 23 Meitheamh 2021, Ábhair Ardfhuinnimh.
DOI: 10.1002/aenm.202101005

 

Maoiniú: Deontas-i-gCabhair do Thaighde Eolaíoch (JP18K05288? JP19H05814) Clár Taighde do shaotharlann CORE de “Chomhaontas Dinimiciúla um Nuálaíocht Oscailte Idirlinne Daonna, Timpeallachta agus Ábhair” i “Líonra Comhpháirteach Ionad Taighde d'Ábhair agus Gléasanna.” ½