2018 Perkembangan Riset Energi Penyimpanan Lan Baterai Daya

Bahan katathilan baterai -Indonesian dipérang dadi bahan dhasar mangan sing sugih lithium, bahan komposit ternary, LiMn 2 O 4 spinel, fosfat besi lithium lan mangan mangan nikel lithium. Bahan katod sing adhedhasar mangan mangan sing padhet, sing sugih kaya katoda Li 1 + x M 1 - x O 2 (M minangka logam transisi kayata Ni, Co lan Mn) kanthi kapasitas spesifik dhuwur (> 200 mAh / g) Proteksi biaya murah lan lingkungan, langka, nanging ana kekurangan kayata efisiensi montor awal, efisiensi coulombic, urip siklus miskin, kinerja suhu ora cukup, lan kinerja tingkat rendah. Peneliti Wang Zhaoxiang saka Institut Fisika, Akademi Ilmu Pengetahuan China nggabungake panaliten eksperimen kanthi perhitungan teoritis. Saka eksplorasi pasukan panggerak Mn migrasi, kertas iki nyinaoni pirang-pirang masalah sing disebabake migrasi Mn lan ngusulake metode kanggo nyandhet migrasi Mn. Profesor Wang Xianyou saka Universitas Xiangtan diwiwiti saka hubungan antara struktur material lan kinerja, lan nambah lan nambah kanthi ngoptimalake struktur material, komposisi bahan rancangan (O kelebihan), ngontrol komposisi fase materi (Co-doped) lan modifikasi permukaan (dilapisi polyaniline) . Cara kinerja materi lithium. Ing modhifikasi lapisan, Profesor Chen Zhaoyong saka Universitas Sains lan Teknologi Changsha nganakake studi sing jero: struktur klad double-layer Al 2 O 3 / PAS microporous dibangun ing permukaan materi katoda sing kaya mangan lithium , lan materi katod ana ing tingkat 0,1 C. Kapasitas spesifik nganti 280 mAh / g, lan sawise 100 siklus ing 0. 2 C, isih ana pangreksan kapasitas 98% lan ora ana transformasi struktural materi. Panalitene materi katoda ternary Ni-Co-Mn utamané fokus ing ngoptimalake kondisi komposisi lan persiapan, modifikasi lapisan utawa doping, lan liya-liyane, supaya bisa nambah kapasitas, karakteristik siklus lan kinerja tingkat. Kapasitas tartamtu kalori saka kapasitas spesifik muatan kalis pisanan yaiku 209. 4 mAh / g, 1. 0 C. Kapasitas katelu mupangate materi kasebut yaiku 0. 1 C mAh / g, 1. 0 C. 7% Kapasitas Tingkat retensi 95. 5%, tingkat retensi kapasitas pada suhu tinggi isih 87,7%. Materi pelapisan uga bisa LiTiO 2, Li 2 ZrO 3 utawa kaya, sing bisa ningkatake stabilitas materi elektroda positif ternary. Preparation of spinel LiMn 2 O 4 by solid phase combustion synthesis bisa ngurangi suhu reaksi, akselerasi laju reaksi lan ningkatkan struktur kristal produk. Cara utama kanggo ngowahi spinel LiMn 2 O 4 yaiku lapisan lan doping, kayata lapisan ZnO, Al 2 O 3, doping Cu, Mg lan Al. Modifikasi saka fosfat besi lithium kasebut. Metode sing dipigunakaké yaiku unsur co-doping (kayata ion vanadium lan ion titanium), tambahan ferrocene lan aditif grafitisasi katalitik liyane, lan compounding karo graphene, nanotube karbon lan liya-liyane. Kanggo bahan katoda lithium nikel manganate, stabilitas suhu dhuwur uga bisa ditambah karo modifikasi doping lan lapisan, lan ningkatake metode lan proses sintesis. Peneliti liyane wis ngusulake sawetara bahan katoda jinis liyane, kayata senyawa phthalocyanine conbugated carbonyl, kanthi kapasitas tartamtu initial 850 mAh / g; Kanggo senyawa elektroda positif komposit, nalika kandungan selenium ana 62%, kapasitas spesifik discharge 1 C ana 432 mAh / g, lan tetep ing 385 mAh / g sawise 1 300 siklus, nuduhake stabilitas siklus sing becik.1.2 Bahan anodeGrafit saiki dadi bahan anode utama, nanging peneliti wis njajahi bahan anode liyane. Dibandhingake karo materi katod, materi anode ora nduwe hotspot riset sing jelas. Elektrolisis bakal ngurangi dekomposisi ing permukaan anoda grafit sajrone siklus pisanan saka batere kanggo mbentuk membran antarmuka fasa elektrolit padat (SEI), mrodhuksi mundhut kapasitas ora mbalikke pisanan, nanging membran SEI bisa nyegah elektrolit saka terus decompose ing permukaan grafit, saéngga nglindhungi elektroda. Peran. Zhang Ting saka South China Normal University nambah dimethyl sulfite minangka aditif mbentuk film SEI kanggo nambah kompatibilitas antarane anoda grafit lan elektrolit lan ningkatake kinerja elektrokimia ing baterei. Sawetara peneliti wis nggunakake komposit nano-titanate-karbon minangka bahan anoda, lan dilapisi kanthi ZnO, Al 2 O 3 lan bahan liyane kanthi spontan magnetron kanggo ningkatake kinerja tingkat lan stabilitas siklus; semprotan pyrolysis sing disemprot Silicon-carbon composite material anode sing disiapake kanthi metode iki nduweni kapasitas spesifik muatan 1 033. 2 mAh / g kanthi arus 100 mA / g, lan muatan pertama lan efisiensi montase 77,3%; Silicon / graphene fleksibel sing nyawiji Bahan komposit anoda film diisi 50 kali ing saiki 100 mA / g, kapasitas spesifik isih 1 500 mAh / g, lan efisiensi coulombic stabil ing 99% utawa luwih. Alasan kasebut yaiku lembaran graphene sing duwe konduktivitas listrik sing dhuwur lan keluwesan. [3] Baterai ion lithiumElectrolit Sistem elektrolit tradisional karbonat nduweni masalah kayata flammability lan stabilitas termal sing kurang. Iki ngembangake sistem elektrolit kanthi titik kilat dhuwur, ora gampang mabur, jendhela stabilitas electrochemical sing luas lan kemampuan adaptasi suhu sing lebar. Iki minangka bahan kunci kanggo baterei ion lithium. 2 NiMH bateraiAkaca panas riset ing baterai hidrida nikel-logam yaiku bahan padanan hidrogen panyimpenan hidrogen. Profesor Guo Jin saka Universitas Guangxi pracaya yen kanthi cepet ing suhu nitrogen cair lan perawatan non-keseimbangan penggilingan bola mekanis ngatur kinerja panyimpenan hidrogen Mg 17 Al 12. Profesor Madya Lan Zhiqiang saka Universitas Guangxi migunakake proses perawatan panas digabungake karo alloying mekanik kanggo nyiapake Mg 90 Li 1 - x Si x (x = 0, 2, 4, lan 6) bahan panyimpenan hidrogen komposit, lan sinau penambahan Si menyang sistem panyimpenan solusi solid Mg-Li. Pengaruh kinerja hidrogen. Pengenalan unsur-unsur langka bumi bisa nyegah fenomena amorphisasi lan proses disproportionation saka komposisi paduan nalika nyerepake hidrogen lan siklus desorpsi, lan ningkatake panyerapan hidrogen lan desorpsi sing bisa dibatalake. Bahan campuran hidrogen konvensional ing pasar biasane doped karo unsur-unsur langka bumi (La). , Ce, Pr, Nd, lan liya-liyane), nanging rega Pr lan Nd luwih dhuwur. Zhu Xilin kacarita ing aplikasi saka logam campuran hidrogen AB 5 sing ora doped karo Pr lan Nd ing baterei nikel-hidrogen. Baterei sing ditrapake ing bus listrik wis dioperasikake kanthi aman kanggo 100.000 km. Liyane hotspot riset kanggo bahan panyimpenan hidrogen yaiku hidrida nitrogen logam kayata Mg (BH 2) 2 -2LiH, 4MgH 2 - Li 3 AlH 6, Al-Li 3 AiH 6 lan NaBH 4 -CO (NH 2) 2. Ngurangi ukuran partikel lan nambah aditif logam alkali bisa ningkatake kinerja panyimpenan hidrogen saka bahan panyimpenan hidrogen koordinasi logam, sing ukuran partikel dikurangi, sing utamané ditemokake dening penggilingan bola mekanik energi dhuwur. Bahan MOF CAU-1 Amine-Decorated12 sing dilapurake dening Professor Sun Lixian saka Universitas Teknologi Elektronik Guilin nduweni sifat adsorpsi H 2, CO2 lan methanol sing banget penting, lan nilai aplikasi kanggo pangurangan emisi CO2 lan panyimpenan hidrogen . Bahan kasebut uga dikembangake Bahan-bahan sing nyebabake campuran hidrogen aluminium, kayata 4MgH 2 -Li 3 AlH 6, Al-Li 3 AiH 6 lan NaBH 4 -CO (NH 2) 2, sing digabungake karo sel bahan bakar. 3 supercapacitorsPanelusuran kanggo bahan elektroda kanthi kinerja tingkat dhuwur lan urip siklus dawa yaiku fokus riset ing supercapacitor, ing antawis materi karbon minangka bahan elektroda supercapacitor paling umum, kayata bahan karbon keropos, bahan karbon biomas lan bahan komposit karbon. Sawetara peneliti wis nyiapake bahan udara karbon nanoporous lan mbuktikake yen karakteristik kapasitansi elektrokimia apik saka struktur rangkeng jaringan telung dimensi lan wilayah permukaan spesifik ultra-dhuwur. Nie Pengru, Universitas Sains lan Teknologi Huazhong, ngasilake bahan karbon keropos tiga dimensi lan digunakake minangka bahan elektrode kanggo supercapacitors ing proses mbalekake baterei asam-timbal asam dening asam lebah asam sitrat. Cara iki bisa ningkatake integrasi sing cedhak saka industri panyimpenan energi lan industri pangayoman lingkungan, lan ngasilake manfaat ekologis lan lingkungan sing apik. Para peneliti uga njajahi nggunakake bahan karbon biomas (sukrosa, serbuk sari, ganggang, lan liya-liyane) minangka bahan elektrode kanggo supercapacitor. Ing aspek bahan komposit, peneliti wis ngrancang bahan komposit MoO 3 / C sing bentuke sandwich, lapisan α-MoO 3 lan lapisan graphene sing disambungake sacara horizontal lan dibungkus, sing nduweni sipat elektrokimia sing apik banget; Bahan kimia bisa uga digunakake minangka bahan elektroda kanthi kapasitansi khusus 256 F / g ing arus 0.5 A / g. Profesor Liu Zonghuai saka Universitas Shaanxi Normal nyiapake bahan nanoelectrode mangan mangan oksida mesoporous sing dipasang saka mangan nanopartikel oksida kanthi luas permukaan 456 m 2 / g lan kapasitansi khusus 281 F / g ing saiki 0,25 A / g. Liu Peipei saka Universitas Teknologi South China nyiapake bahan komposit nano-flowered NiO-Co 3 O 4 kanthi dimensi 3 kapasitansi 1 988. 6 F / g ing arus 11 A / g, lan tingkat retensi kapasitansi saka 1,500 siklus. 94. 0%; Wang Yijing saka Universitas Nankai sinau mekanisme pertumbuhan, struktur mikro lan kinerja bahan NiCo 2 O 4 kanthi morfologi sing beda. Tang Ke, saka Chongqing University of Arts and Sciences, nganalisa hubungan antarane daya tahan lan daya saiki. Model sirkuit setara digunakake kanggo nyinaoni variasi kapasitansi, kapasitas panyimpenan lan efisiensi pengisi supercapacitor kanthi saiki. Kinerja panyimpenan suhu supercapacitor didiskusekake. Senyawa kimia. Komersialisasi sel bahan bakar membran ijol proton (PEMFC) utamané dibandhingake kanthi biaya lan umur dawa. Awit katalis sing dipigunakaké ing PEMFC utamané minangka logam mulia kayata Pt, larang regane lan gampang diremesake ing lingkungan kerja, sing nyebabake penurunan aktivitas katalitik. Peneliti Shao Zhigang saka Institut Fisika Kimia Dalian saka Akademi Ilmu Pengetahuan China nglapurake katalis cangkang inti Pd-Pt sing ngenalake Pd kanggo ngurangi jumlah Pt sing digunakake lan nambah aktivitas katalis kasebut. Kajaba iku, panaliti nambah interaksi antarane logam lan operator kanthi nggunakake stabilisasi polimer, klompok permukaan lan modifikasi karbon klaster permukaan logam kanggo njupuk katalis pengurangan oksigen logam PEMFC kanthi aktivitas dhuwur lan stabilitas dhuwur. Cao Tai saka Institut Teknologi Beijing ngenalake metode sintesis entheng, murah lan gedhe kanggo sintesis seragam, nanotubes nitrogen-doped, kanthi nanopartikel kobalt ing ndhuwur. Produk duwe sifat sing apik banget. Aktivitas katalitik Redoks. Katalis adhedhasar karbon lan katalis non-platina liyane kanggo sel bahan bakar, sing bisa ngganti katalis sing adhedhasar platinum konvensional, diduweni dening karbonisasi hidrotermal, retak termal suhu dhuwur, lan liya-liyane, lan nduweni kinerja sing bisa ditandingi karo katalis karbon komersil komersial. batteries5. 1 baterai sodium ionProses daya lan ngecor Na 0. 44 MnO 2 materi diteliti ing Dai Kehua Universitas Northeastern. Delengen yen Mn 2 + kawangun ing permukaan materi kanthi potensial kurang. Resin phenolic resin resin PFM bisa ningkatake kapasitas spesifik reversibel saka bubuk Sn murni. Kanggo entuk daya stabil lan ngisi daya. Universitas Zhongnan Xiao Zhongxing et al. sintered dening cara hidrothermal lan cara padhet-phase suhu dhuwur kanggo nyiptakake kemurnian sing luwih dhuwur Na 0. 44 MnO 2, lan sodium logam digunakake minangka elektroda negatif kanggo ngumpulake baterei jinis tombol, kanthi kapasitas 0. 5 C siklus 20 kali. Tingkat retensi punika 98,9%; Zhang Junxi saka Shanghai Electric Power College nyiptifikasi kristal NaFePO 4 saka struktur olivine, sing digunakake minangka bahan katod kanggo baterai sodium ion lan nduweni kinerja elektrokimia sing apik. Profesor Madya Deng Jianqiu saka Universitas Teknologi Elektronik Guilin nyiapake strontium sulfida nano-linear kanthi cara hidrotermal lan digunakake minangka bahan elektroda negatif kanggo baterai sodium ion. Bahan kasebut nduweni kapasitas spesifik muatan istimewa saka 552 mAh / g ing 100 mA / g. Sawise 55 siklus, panahan kapasitas 85,5%. Kaping 40 kali ing 2 A / g lan ngasilake 100 mA / Saiki g lan kapasitas spesifik ngecor dibaleni dadi 580 mAh / g, nuduhake yen kinerja siklus saka bahan elektroda negatif apik, lan struktur bisa katahan stabil sawise siklus saiki gedhe. 2 baterai lithium-sulfurResearch ing lithium-sulfur baterai saiki fokus ing bahan elektroda, kayata bahan karbon keropos, bahan komposit, lan liya-liyane, kanthi tujuan kanggo ningkatake safety baterei, urip siklus lan kerapatan energi. Bahan karbon sing dikembangake dening Zhang Hongzhang saka Institut Kimia Fisika Kimia Dalian Akademi Ilmu Pengetahuan China duwe volume liang gedhe (> 4 0 cm3 / g), wilayah permukaan spesifik sing dhuwur (> 1 500 m 2 g) lan kadar sulfur dhuwur (> 70%). Ing kawontenan kadar sulfur dhuwur (3 mg / cm 2), kapasitas spesifik tartamtu saka 0.1 C discharge yaiku 1 200 mAh / g; Profesor Chen Yong saka Universitas Hainan migunakake Ti 3 C 2 saka rong wangun dimensi akordion minangka bahan elektroda positif. Digabungake karo sulfur kanggo entuk komposisi S / Ti 2 C 3, kapasitas spesifik mbuwang awal tekan 1 291 mAh / g kanthi arus 200 mAh / g, lan kapasitas spesifik reversibel siklus isih 970 mAh / g.5. Zhang Huamin saka Institut Kimia lan Fisika Dalian, Akademi Ilmu Pengetahuan China nyatakake laporan babagan proses riset lan aplikasi teknologi panyimpenan energi baterei cair, lan ngenalaken kemajuan pembangunan elektrolit baterai cair, membran konduktif ion non-fluorida lan reaktor daya tartamtu dhuwur. Lan riset asil ing sistem baterei aliran. Mereka ngembangake tumpukan baterei aliran daya kepadatan kelas 32 kW, sing diisi lan dibuwang kanthi kapadetan arus 120 mA / cm2 kanthi efisiensi energi 81,2%, enabling produksi skala gedhe, 5 MW / 10 MWh aliran baterei Sistem panyimpenan energi sampun dipun ginakaken ing grid.6 Baterai conclusionLithium-ion, supercapacitors lan sel bahan bakar tetep dados fokus riset ing baterai; Baterai liyane, kayata baterei sodium-ion, aliran baterei lan baterai lithium-sulfur, uga berkembang. Fokus riset saiki saka macem-macem jinis baterei isih ngembangake bahan elektro supaya bisa nduweni kapasitas, efisiensi, performa siklus lan kinerja safety sing luwih dhuwur. Proses produksi kabeh bahan elektrolit padat
Sumber: Meeyou Carbide