วัสดุคอมโพสิตฟอสฟอรัสดำที่เชื่อมต่อด้วยพันธะโควาเลนต์คาร์บอน – ฟอสฟอรัสมีโครงสร้างที่เสถียรกว่าและความจุในการจัดเก็บลิเธียมไอออนที่สูงขึ้น วัสดุอิเล็กโทรดใหม่สามารถทำให้สามารถสร้างแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีอัตราการชาร์จและความจุสูงได้ หากขยายขนาดขึ้น วัสดุขั้วบวกที่พัฒนาโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน (USTC) และเพื่อนร่วมงาน
ในสหรัฐฯ อาจถูกนำมาใช้ในการผลิตแบตเตอรี่
ที่มีความหนาแน่นของพลังงานมากกว่า 350 วัตต์ต่อชั่วโมงต่อกิโลกรัม ซึ่งเพียงพอสำหรับ รถยนต์ไฟฟ้าทั่วไป (EV) สามารถเดินทางได้ 600 ไมล์ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง
ลิเธียมไอออนเป็นตัวขับเคลื่อนในการใช้งานแบตเตอรี่ทั่วไปหลายอย่าง รวมถึงยานพาหนะไฟฟ้า ระหว่างการทำงาน ไอออนเหล่านี้จะเคลื่อนที่ไปมาระหว่างแอโนดและแคโทดผ่านอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวงจรการคายประจุของแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จึงขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ในอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งจำเป็นต้องเก็บและถ่ายเทลิเธียมไอออนจำนวนมากในระยะเวลาอันสั้น ในขณะที่ยังคงมีเสถียรภาพทางไฟฟ้าเคมี จึงสามารถชาร์จใหม่ได้หลายร้อยครั้ง การเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุทั้งหมดเหล่านี้ให้สูงสุดในเวลาเดียวกันเป็นเป้าหมายที่ยาวนานของการวิจัยแบตเตอรี่ แต่ในทางปฏิบัติ การปรับปรุงในด้านหนึ่งมักจะต้องแลกมาด้วยค่าใช้จ่ายของวัสดุอื่นๆ
“การแลกเปลี่ยนโดยทั่วไปอยู่ที่ความจุและความสามารถของอัตราของวัสดุอิเล็กโทรด” หัวหน้าทีมร่วมHengxing Jiกล่าวกับPhysics World “ตัวอย่างเช่น วัสดุแอโนดที่มีความจุลิเธียมสูง เช่น ซิลิกอน มักถูกรายงานว่ามีค่าการนำไฟฟ้าลิเธียมไอออนต่ำ ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการชาร์จแบตเตอรีที่รวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ การเพิ่มความจุของแบตเตอรี่มักจะนำไปสู่เวลาในการชาร์จที่ยาวนาน ซึ่งแสดงถึงอุปสรรคสำคัญสำหรับการนำ EV มาใช้ในวงกว้างมากขึ้น”
ใหม่วัสดุแอโนดฟอสฟอรัสดำ
ขั้วบวกในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ทำจากกราไฟท์ นักวิจัยนำโดย Ji ที่ USTC และXiangfeng Duanจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส ได้สร้างวัสดุแอโนดใหม่โดยการรวมกราไฟต์กับฟอสฟอรัสดำ วัสดุชั้น 2D นี้เคยถูกพิจารณาว่าเป็นตัวเลือกสำหรับแอโนด แต่จากการทดสอบพบว่าประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเคมีของวัสดุนั้นต่ำกว่าศักยภาพทางทฤษฎีมาก
สาเหตุหนึ่งที่ทำให้ขาดแคลนคือโครงสร้างของวัสดุจะเสียรูประหว่างการใช้งานแบตเตอรี่ การเสียรูปซึ่งเริ่มต้นที่ขอบของชั้นฟอสฟอรัสสีดำ ทำให้คุณภาพของวัสดุลดลงจนลิเธียมไอออนไม่สามารถถ่ายโอนผ่านได้อย่างง่ายดาย
ด้วยการรวมฟอสฟอรัสดำกับกราไฟต์ Ji, Duan และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าพันธะเคมีระหว่างวัสดุทั้งสองทำให้โครงสร้างขอบมีเสถียรภาพและป้องกันการเปลี่ยนแปลงขอบที่ไม่ต้องการ เพื่อเอาชนะการก่อตัวต่อเนื่องและการสร้างอินเทอร์เฟสของแข็ง-อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นสื่อนำไฟฟ้าน้อยกว่าที่มีไอออนน้อยกว่า ทีมงานจึงใช้การเคลือบเจลโพลีอะนิลีนแบบบางกับวัสดุอิเล็กโทรด ซึ่งเป็นกลยุทธ์ที่ช่วยเสริมเส้นทางการขนส่งสำหรับลิเธียมไอออนด้วย
สู่ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและการชาร์จที่รวดเร็วนักวิจัยได้ทดสอบประสิทธิภาพรอบการชาร์จของวัสดุอิเล็กโทรดใหม่ของพวกเขาโดยการเตรียมอิเล็กโทรดตัวอย่างโดยใช้วิธีการที่เข้ากันได้กับกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม พวกเขาพบว่าอุปกรณ์ทดสอบของพวกเขามีความจุย้อนกลับได้ 910 mA.hour/g, 790 mA.hour/g และ 440 mA.hour/g หลังจากมากกว่า 2000 รอบที่ 2.6 A/g, 5.2 A/g และ 13 A/g ตามลำดับ สำหรับบริบท วัสดุแอโนดที่สามารถชาร์จที่ 13 A/g ด้วยความจุแบบย้อนกลับได้ 440 mA.hour/g หมายความว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขั้นสูงที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีนี้สามารถชาร์จได้ในเวลาน้อยกว่า 10 นาที
กรรไกรอิออนตัดฟอสโฟรีนนาโนริบบอนออก
Chinese Academy of Sciences และหนึ่งในผู้ร่วมวิจัยรายแรก ตัวเลขนี้หมายความว่ารถยนต์ไฟฟ้าที่ติดตั้งแบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถเดินทางได้ 600 ไมล์ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง ทำให้สามารถแข่งขันกับรถยนต์ทั่วไปได้ เครื่องยนต์สันดาป ในการเปรียบเทียบ Tesla Model S สามารถเดินทางได้ 400 ไมล์ต่อการชาร์จหนึ่งครั้งEkkehard Peik จาก PTB สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติของเยอรมนีกล่าวว่า “ค่าพลังงานที่แม่นยำยิ่งขึ้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการได้รับเลเซอร์กระตุ้นโดยตรงของการเปลี่ยนแปลงนิวเคลียร์ ซึ่งจะเป็นการเปิดสาขาใหม่ของการวิจัยและทำให้เราเข้าใกล้นาฬิกานิวเคลียร์มากขึ้น” Ekkehard Peik จาก PTB สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติของเยอรมนีกล่าวที่ไม่เกี่ยวข้องกับงาน
นาฬิกาดังกล่าว ซึ่งเสนอครั้งแรกในปี พ.ศ. 2546 จะมีความไวอย่างยิ่งต่อค่าคงที่ของโครงสร้างที่ดี 𝛼 ซึ่งวัดความแรงของปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นหนึ่งในสี่แรงทางกายภาพในธรรมชาติ ความไวพิเศษนี้สามารถช่วยให้นักฟิสิกส์สามารถระบุได้ว่าค่าคงที่นี้เป็นค่าคงที่เสมอหรือเปลี่ยนแปลงไปภายใต้เงื่อนไขบางประการหรือไม่ หากพบความแปรผัน อาจบอกเป็นนัยถึงฟิสิกส์นอกเหนือจากแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค
ขณะนี้ยังคงมีความจำเป็นสำหรับการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อพิจารณาว่า PET แบบไดนามิกจะเหมาะกับอนาคตของการวิจัยทางคลินิกทั้งแบบ PET และ PET สำหรับการตรวจหาและระบุลักษณะรอยโรค การติดตามผู้ป่วย การพยากรณ์โรค การกำหนดลักษณะของความแตกต่างของเนื้องอกภายในผู้ป่วยรายเดียว และสำหรับเภสัช -ภาพ
ความพร้อมใช้งานของ PET ทั้งหมดจะช่วยอำนวยความสะดวกในการศึกษาเหล่านี้ และจะมีส่วนช่วยในการเอาชนะอุปสรรคของ PET แบบไดนามิกและต่อการพัฒนาของมัน เธอบอกกับผู้ร่วมประชุม
Credit : commoditypointstore.com compendiumvalueacademy.com concellodetui.org confcommunication.com corporatetrainingromania.org
