luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Научившись управлять теплопроводностью, можно улучшить эффективность хранения энергии

Контроль потока тепла через материалы имеет большое значение для многих технологий. В то время как доступны материалы с высокой и с низкой теплопроводностью, материалы с переменной и обратимой теплопроводностью – редки. И, за исключением экспериментов с высоким давлением, были зарегистрированы лишь небольшие обратимые модуляции этого параметра.

Впервые, исследователи из Университета штата Иллинойс в Урбане-Шампейне экспериментально показали, что теплопроводность литий-оксид кобальта (LixCoO2), важного вещества применяемого при производстве аккумуляторов для электрохимического хранения энергии, может обратимо электрохимически модулироваться в значительном диапазоне.

«Эта работа является первой экспериментальной демонстрацией электрохимической модуляции теплопроводности материала, и, по сути, является единственным примером значительного обратимого изменения теплопроводности в материале, каким-либо способом, кроме применения очень высокого давления», — объяснил Пол Браун (Paul Braun), профессор материаловедения и инженерии. Результаты проведенного исследования были представлены в статье «Электрохимически перестраиваемая теплопроводность литий-оксид кобальта», опубликованной в журнале «Nature Communications».

Одной из технологий, на которой непосредственно скажутся результаты этой научной работы, может быть электрохимическая энергетика, занимающаяся аккумулированием энергии. Понимание и управление выделением и рассеиванием тепла в аккумуляторных батареях является критически важным. Тем не менее, до этой работы было даже неизвестно, что теплопроводность материалов, обычно используемых в качестве катодов, значительно изменяется в зависимости от состояния заряда аккумулятора.

«Наша работа открывает возможности для динамического контроля теплопроводности и, кроме того, может быть важна для управления тепловыделением в электрохимических накопителях энергии, которые используют катоды на основе переходных оксидов металлов, таких как литий-оксид кобальта», — добавил профессор Дэвид Кэхилл (David Cahill), один из соавторов статьи.

Лучшее понимание тепловых свойств электродов батарей может помочь в разработке аккумуляторов, которые смогут заряжаться быстрее, накапливать больше энергии, и работать в большем диапазоне прочности и безопасности, так как тепло, выделяемое во время быстрой перезарядки и температурные изменения в целом очень вредны для литий-ионных аккумуляторов.

Литий-оксид кобальта представляет собой химическое соединение, широко используемое в положительных электродах (катодах) литий-ионных батарей. Процесс «литиирования» (разряда) и «делитиирования» (заряда) материала катода в батареях является одним из основных электрохимических процессов в литий-ионных аккумуляторах. Новую технологию можно будет применить в дальнейшем и в тканях.

«Экспериментальная система разработана предельно простой, чтобы избежать неоднозначности, часто встречающейся в термических исследованиях, — заявил Джиунг Чо (Jiung Cho), первый из соавторов статьи. – Пленка литий-оксид кобальта наносилась помощью напыления непосредственно на покрытый металлом электрод, который затем погружался в общий электролит». При этом измерялась теплопроводность литий-оксид кобальтовой тонкой пленки в зависимости от «литиирования».

«Мы проводили эксперименты, которые позволяли прямое наблюдение изменения теплопроводности непосредственно в месте расположения электродов в электролите в зависимости от степени литиирования и эксперименты на образцах вне электролита, — сказал Чо. — Мы предполагаем, что полученные данные являются достаточно общими, и что это только первый пример оксидов переходных металлов с зависящей от степени окисления теплопроводностью», — добавил Браун.

Tags: технологии
Subscribe
promo nemihail 14:10, yesterday 165
Buy for 20 tokens
Узнаю нашу страну, в одной новости может быть катастрофа, чудесное спасение, а ведь это действительно было чудо и как итог мародерство. Фото: Георгий Малец (Мартин) Не смотря на то, что место приземления самолета Airbus A321 Уральских авиалиний отцеплено, находятся люди которые решили…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 3 comments