Nuacht Tionscail

An Cód Aimhrialtachta Eolaíochta a Scáineadh: Deich mBliana-Sean-Mhistéir Stórála Ceallraí Litiam-ian Réitithe

2021-06-16
TOPICS:
Teicneolaíocht Ceallraí, Fuinneamh, Eolaíocht Ábhar, Coitianta, Ollscoil Texas Ag Austin, Ceallraí ian Litiam
Le OLLSCOIL TEXAS AG AUSTIN MEÁN FÓMHAIR 2, 2020


Córas tástála ceallraí i Saotharlann an Dr. Yu chun ard-ábhair leictreoid a fhorbairt. Creidmheas: Ollscoil Texas ag Austin

Le blianta, bhí sé mar aidhm ag taighdeoirí níos mó a fhoghlaim faoi ghrúpa ocsaídí miotail a léiríonn gealltanas mar phríomhábhair don chéad ghlúin eile de chadhnraí litiam-ian mar gheall ar a gcumas mistéireach i bhfad níos mó fuinnimh a stóráil ná mar ba chóir. Tá foireann taighde idirnáisiúnta, arna comhordú ag Ollscoil Texas ag Austin, tar éis cód na haimhrialtachta eolaíochta seo a bhriseadh, ag cur bac ar chórais stórála fuinnimh ceallraí ultra-ghasta a thógáil.

Fuair ​​an fhoireann go bhfuil bealaí uathúla ag na ocsaídí miotail seo chun fuinneamh a stóráil thar mheicníochtaí clasaiceacha stórála leictriceimiceach. Fuair ​​an taighde, a foilsíodh in Nature Materials, cineálacha éagsúla comhdhúile miotail a raibh suas le trí oiread an chumais stórála fuinnimh acu i gcomparáid le hábhair atá coitianta i gcadhnraí litiam-ian atá ar fáil go tráchtála inniu.

Tríd an rúndiamhair seo a dhíchódú, tá na taighdeoirí ag cabhrú le cadhnraí a dhíghlasáil a bhfuil toilleadh fuinnimh níos mó acu. D’fhéadfadh go gciallódh sé sin cadhnraí níos lú agus níos cumhachtaí atá in ann muirir a sheachadadh go tapa ar gach rud ó fhóin chliste go feithiclí leictreacha.

“Le beagnach fiche bliain anuas, tá an pobal taighde sáraithe ag na hábhair seo” cumais ard aimhrialta thar a dteorainneacha teoiriciúla, ”a dúirt Guihua Yu, ollamh comhlach i Roinn na hInnealtóireachta Meicniúla Walker i Scoil Innealtóireachta Cockrell agus duine de cheannairí an tionscadail. “Taispeánann an obair seo an chéad fhianaise thurgnamhach chun a thaispeáint go ndéantar an muirear breise a stóráil go fisiciúil laistigh de na hábhair seo trí mheicníocht stórála muirir spáis.”



Córas tástála ceallraí i Saotharlann an Dr. Yu chun ard-ábhair leictreoid a fhorbairt. Creidmheas: Ollscoil Texas ag Austin

Chun an feiniméan seo a léiriú, fuair an fhoireann bealach chun monatóireacht agus tomhas a dhéanamh ar an gcaoi a n-athraíonn na heilimintí le himeacht ama. Ghlac taighdeoirí ó UT, Institiúid Teicneolaíochta Massachusetts, Ollscoil Waterloo i gCeanada, Ollscoil Shandong na Síne, Ollscoil Qingdao sa tSín agus Acadamh Eolaíochtaí na Síne páirt sa tionscadal.

Ag croílár na fionnachtana tá ocsaídí tras-miotail, ar comhdhúile iad lena n-áirítear ocsaigin atá nasctha le miotail trasdula mar iarann, nicil agus sinc. Is féidir fuinneamh a stóráil taobh istigh de na ocsaídí miotail - seachas modhanna tipiciúla a fheiceann iain litiam ag bogadh isteach agus amach as na hábhair seo nó ag athrú a gcuid struchtúr criostail le haghaidh stórála fuinnimh. Agus léiríonn na taighdeoirí gur féidir acmhainn bhreise muirir a stóráil ag dromchla nanacháithníní iarainn a fhoirmítear le linn sraith gnáthphróisis leictriceimiceach.

Is féidir le raon leathan miotail trasdula an acmhainn bhreise seo a dhíghlasáil, de réir an taighde, agus roinneann siad snáithe coiteann - an cumas dlús ard leictreon a bhailiú. Níl na hábhair seo réidh don phríomh-am fós, a dúirt Yu, go príomha mar gheall ar easpa eolais fúthu. Ach dúirt na taighdeoirí gur cheart go rachadh na fionnachtana nua seo go mór chun solais ar acmhainneacht na n-ábhar seo.

Is í an phríomhtheicníc a úsáidtear sa staidéar seo, ainmnithe maighnéadmhéadracht in situ, modh monatóireachta maighnéadach fíor-ama chun éabhlóid struchtúr leictreonach inmheánach an ábhair a imscrúdú. Tá sé in ann an acmhainn luchtaithe a chainníochtú trí éagsúlachtaí sa mhaighnéadas a thomhas. Is féidir an teicníc seo a úsáid chun staidéar a dhéanamh ar stóráil muirir ar scála an-bheag atá thar chumais a lán uirlisí traidisiúnta tréithrithe.

“Fuarthas na torthaí is suntasaí ó theicníc a úsáideann fisiceoirí go coitianta ach go han-annamh i bpobal na ceallraí,” a dúirt Yu. “Is sárthaispeántas foirfe é seo de phósadh álainn fisice agus leictriceimice.â €

Tagairt: “Acmhainn stórála extra i gcadhnraí litiam-ian ocsaíd miotail trasdula arna nochtadh ag maighnéadmhéadracht in situ” le Qiang Li, Hongsen Li, Qingtao Xia, Zhengqiang Hu, Yue Zhu, Shishen Yan, Chen Ge, Qinghua Zhang, Xiaoxiong Wang , Xiantao Shang, Shuting Fan, Yunze Long, Lin Gu, Guo-Xing Miao, Guihua Yu agus Jagadeesh S. Moodera, 17 Lúnasa 2020, Ábhair Dúlra.
DOI: 10.1038 / s41563-020-0756-y