Ioneille vauhtia kiinteissä elektrolyyteissä

17.05.2016

ORNL-nopea-ionien-kuljetus-kiinteissa-275-t.jpgOrgaaniset kaupallisten litiumioniakkujen nestemäiset elektrolyytit ovat syttyviä ja mahdollisesti vuotavia, joten niiden laajamittainen soveltaminen on ongelmallista. Kiinteillä elektrolyyteillä ei ole näitä ongelmia, mutta niiden ionijohtavuus on heikko.

Nyt Oak Ridge National Laboratoryn (ORNL) johtama ryhmä on käyttänyt uusinta mikroskopiaa tunnistamaan aiemmin havaitsematonta ominaisuutta kiinteässä elektrolyytissä.

Työ todentaa kokeellisesti tärkeän ominaisuuden nopealle ionien kuljetukselle ja vahvistaa aiheen teoreettiset havainnot. Uusi mekanismi osoittaa myös uuden strategian suunnitella erittäin johtavaa kiinteää elektrolyyttiä.

Vaikka työ on vielä perustiedettä, se on myös tärkeä suunniteltaessa nopeita ionijohteita, paitsi akuille mutta myös muille energialaitteille kuten superkondensaattoreille ja polttokennoille.

Tieteilijät tutkivat prototyyppijärjestelmää, jota kutsutaan LLTO:ksi, lyhenteenä se on litium, lantaanin, titaanin ja hapen rakennelohko. LLTO omaa korkeimman johtavuuden oksidijärjestelmien parissa.

Aiemmat tutkimukset tästä aiheesta ovat keskittyneet lähinnä atomien sekä toisaalta mikroskooppisien tason ilmiöihin, jossa pääpiirteisiä kohteita ovat vastaavasti yksikkökopit ja mikrorakenteet.

Tässä työssä osoitettiin, että lähes huomiotta jääneet mesoskooppiset tasot näiden ääripäiden välissä voisivat olla avain nopeaan ionien johtumiseen.

Teoreettisin laskelmin ja impedanssin mittaukset tutkijat osoittivat, että (Li0,33La0.56) TiO3 kokoonpano maksimoi läpivirtaussuunnan määrän ja siten tehokkaimmin parantaa ionien johtokykyä.

Aiheesta aiemmin:

Litium-ioni-akkujen nano- ja mikrorakenteista

26.06.2020Magnon-kytkin teollisesti hyödyllisillä ominaisuuksilla
25.06.2020Mikroaaltovahvistin joustavalle puukalvolle
24.06.2020Eksitoneja ja kvanttimateriaaleja
23.06.2020Anturien 3D-tulostus suoraan sydämeen
19.06.2020Tallennusta, logiikkaa ja skyrmioneja
18.06.2020Perusteita tehokkaammille akuille
17.06.2020Lomittaa molekyylejä ja atomeja
16.06.2020Intuitiivinen ohjelmointikieli kvanttitietokoneille
15.06.2020Kontakteja 2D-transistoreille
12.06.2020Molekyylit tarjoavat satakertaisen muistin

Siirry arkistoon »