活性物质研究与高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和能量色散x射线能谱(EDX)
新材料可以大大提高存储容量和充电电池的循环稳定性。在这些材料是熵值氧化物(HEO),稳定的结果从一个无序分布的元素。HEO,电化学性能可以被定制,被科学家发现纳米技术专家团队的霍斯特•哈恩卡尔斯鲁厄理工学院(装备)。研究人员在《自然》杂志上报道了他们的发现。
可持续能源供应需要可靠的存储系统。可充电的需求电化学能量储存设备的固定和移动应用程序增加了在过去的几年中,预计将迅速在未来继续增长。电池是他们最重要的属性之一存储容量和循环稳定性,即可能充电和放电过程的数量没有任何损失的能力。由于其高稳定性,一个全新的类材料称为熵氧化物(HEO)预计将导致重大改进。此外,电化学性能的HEO可以定制不同的成分。第一次,科学家们的装备研究所的纳米技术(INT)和卡尔斯鲁厄纳米微设施(KNMF),亥姆霍兹研究所的乌尔姆(HIU)由装备和乌尔姆大学,共同建立和印度理工学院在马德拉斯已经演示了HEO转换材料是否适合可逆锂存储。转换电池基于电化学材料转换允许增加存储的能量,而电池重量减少。科学家们利用HEO产生径的电极,存活超过500充电周期没有任何明显的降解能力。
纳米材料的霍斯特•哈恩教授,主任工具包的INT,熵值氧化物研究的先驱者之一。科学家们发表的几个仍对这些罕见的出版物新材料人们已经知道的仅仅几年。HEO由于熵的特殊性质稳定。这使得它们与已经更为人所知的熵值的合金。Entropy-stabilized HEO是复杂氧化物含有5个或更多不同的金属阳离子的数量和展出一个单相晶体结构。尽管典型元素的晶体结构不同,它们形成一个联合晶格和分发水晶没有任何明显的位置顺序。这种材料,也称为高熵,稳定的材料,可能因为它迁移的晶格缺陷。
“高稳定,不同的金属阳离子的相互作用,以及大量的可行的元素组合,HEO开放想不到的机会,”霍斯特•哈恩教授说。自然通讯的研究集中在HEO基于过渡金属(TM-HEO),以锂离子电导率高。通过透射电子显微镜(TEM),研究人员研究了TM-HEO的结构及其对转化反应的影响。他们发现,删除一个元素只有减少熵和循环稳定性造成不利影响。每个元素TM-HEO电化学行为的影响,这样的材料可根据各种应用程序。结果是一个模块化的电极材料的系统开发方法。“我们的研究表明,entropy-stabilized HEO大大不同于古典转换材料,”霍斯特•哈恩说。“开放他们的全部潜力对于能源存储应用程序,但是,进一步的研究是必要的。”
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