Paslanmaz Çelik Potasyum İyon Pile Dönüşebilir mi?

Açık denizlerde korozyona karşı mücadele etmek
Aralık 10, 2017
Dünyanın ilk kayan rüzgar çiftliği
Aralık 10, 2017

Paslanmaz Çelik Potasyum İyon Pile Dönüşebilir mi?

Paslanmaz Çelik Potasyum İyon Pile Dönüşebilir mi?

Yenilikçi yeni bir yöntem, paslanmaz çeliğin sürdürülebilir potasyum-iyon pillere dönüştürülme olasılığını yarattı

Çin Bilimler Akademisi ve Jilin Üniversitesi’nden araştırmacılar, potasyum-iyon şarj edilebilir piller için yeni elektrotlar yapmak için paslanmaz çeliğin geri dönüşümü için yenilikçi, çevre dostu bir yöntem geliştirdiler.

Ekibin paslanmaz çelik kafeslerden türetilen elektrot imalatı, elektronik endüstrisinde uygulamalara sahiptir ve esnek elektronik cihazların üretimi için oldukça uygundur. Elektrotlarda iyi iletkenlik, enerji depolama elektronik cihazlarındaki uygulamalar için çok önemlidir.

Taşınabilir elektroniklerin beklenen büyümesi, pil iyileştirme gereksinimlerine duyulan ihtiyaç ve önümüzdeki yıllarda Tesla otomobilleri ve diğerleri gibi elektrikli araç üretiminde büyük artışlar, yenilenebilir enerji kaynaklarının üst düzey bir büyümesine işaret ediyor. Buna karşılık, bu, şebeke kullanımı için büyük ölçekli enerji depolama sistemlerinin geliştirilmesini talep etmektedir.

Artan elektrikli araç sayısı, talebi karşılamak için yeni pil üretim yöntemleri gerektirecek

Geçmişte, büyük ölçekli enerji depolama çözümleri araştırması, 1991 yılında Sony tarafından piyasaya sunulan ilk lityum iyon şarj edilebilir pili başlattı. Daha sonra elektronik endüstrisi ve özellikle de mobil cihazların üretimi tamamen değişime uğradı.

“Önerilen yöntem, paslanmaz çeliğin, kaynak katlanılabilir ve çevre dostu bir toplum kurma çabalarına yardımcı olması için büyük önem taşıyan yeni katma değerli uygulamalara yeniden kullanım için yeni yollar açıyor” dedi.

Xin-bo Zhang

Lityum iyon piller, küçük ve orta ölçekli uygulamalarda yüksek verimlilik ve uygunluğa rağmen sınırlı ömür devrine sahiptir. Buna ek olarak, çevre, güvenlik ve termal yönetim konularını da sunarlar. Başka bir deyişle, artık en iyi seçenek olamazlar.

Bugün, sürdürülebilirlik ve lityumun çıkarılmasının yüksek maliyeti ve sınırlı kullanılabilirliği, araştırmacıları lityum iyon pillere alternatif aramaya yöneltti. Yeni teknolojiler ve uygulamalar, daha verimli bir şekilde yenilenebilir enerjiyi depolayan ve daha iyi iletkenliğe sahip yeni nesil şarj edilebilir süper pillerin yaratılmasını talep etmektedir.

Sodyum ve potasyum: Neden potasyum daha iyi bir seçimdir

Birkaç yıl önce sodyum iyonu, lityum-iyon pillerin yerini almak için bir alternatif olarak kabul edildi. Sodyum, (yerkabuğunda bulunan altıncı en bol elementtir), lityumdan daha ucuz, toksik değildir ve daha bol miktarda bulunur.

Potasyum (dünyadaki en yedinci en bol öğe), lityuma göre daha ucuz ve çok daha bol miktarda bulunur. Potasyum ve sodyum kimyasal açıdan çok benzerdir, ancak potasyum, şarj edilebilir pillerde daha iyi bir şarj taşıyıcısı olmasının yanı sıra, doğal bulunabilirliği, düşük maliyeti ve uzun ömür periyodu.

Sürdürülebilir çözümler

Gelişmiş katot materyalleri, yani konvansiyonel bir akımın kutuplanmış bir elektrik cihazından ayrıldığı elektrot ve uygun elektrot yapılarının tasarımı, yani potasyum iyon piller için elektrik iletkeninin geliştirilmesindeki zorluklar, Çin Bilimler Akademisi’nden araştırmacılar ve Jilin Üniversitesi, lityuma daha iyi, daha sürdürülebilir bir alternatif bulmak için çalışıyor.

Yenilikçi bir teknik kullanarak ve Prof. Xin-bo Zhang’ın rehberliğinde, Çin Bilimler Akademisi ve Jilin Üniversitesi’nden bir bilim adamı ekibi, paslanmış paslanmaz çelik kafesleri demir kaynakları olarak kullandı. Bu paslanmaz buhar kafesleri, potasyum-iyon piller için dengeli, düşük maliyetli, yüksek performanslı katotlar geliştirmeye dönüştürülmüştür.

Zhang , ” Öncelikle korozyona uğramış tabakanın Prusya mavisi (PB) nanoküplere yerinde dönüştürülmesiyle kafesleri esnek entegre katotlara çevirdik ” dedi.

Paslanmaz çelik tel, demir, nikel ve krom iyonlarını eriten bir asit ortamına daldırılır. Bunlar, asitte fazla ferricyanid iyonlarıyla hemen tüketilir ve kafes yüzeyinde kübik Prusya mavisi olarak bilinen kompleks bir tuz oluştururlar. Paslanmaz çelikteki nikel ve krom bu işlemi mükemmel bir alaşım haline getirir

Prusya mavisi, kafes şeklinde nanoküpler gibi bir örgü yüzeyinde birikimler halinde bulunan koyu mavi bir pigmenttir. Bu işlem sayesinde potasyum iyonları bu yapılara kolayca ve hızlı bir şekilde depolanabilir ve bırakılabilir.

“Paslanmaz çelikte nikel ve krom bu işlemi mükemmel bir alaşım haline getiriyor”

Prof. Zhang’ın ekibine göre, varolan potasyum-iyon pil katotlarıyla karşılaştırıldığında, hazırlanan Prusya mavisi elektrodu, mükemmel elektrik iletkenliği ve hızlı elektron transferi ve mükemmel çevrim kararlılığı sağlayan eşsiz bir indirgenmiş grafit oksit kaplı yapı gösterir. Bu, şarj ve deşarj döngüsü boyunca artan kararlılık anlamına gelir, böylece daha iyi pil performansı elde edilir.

Kaynakların sürdürülebilir ve çevre dostu bir geleceğe doğru 

Çevreye duyarlı taşımacılık, elektronik cihazlar için enerji temini ve daha temiz enerji kaynakları için mevcut ve gelecekteki talepler, kaynakların sürdürülebilir ve çevreye duyarlı çözümler arar.

Potasyum-iyon piller geliştirmek için bu yeni yöntem, gerekli tüm gereksinimleri karşılamaktadır. Yöntem, Zhang Grubu tarafından yüksek performanslı yeni nesil enerji depolama, dönüştürme aygıtları ve sistemler için gelişmiş malzemeler geliştirmeye odaklanan kapsamlı bir araştırmanın sonucudur.

“Bu teknoloji, geleneksel elektrodun yetersiz iletkenliğe sahip olduğu ve ultrafast iletken bir ağ oluşturduğu doğal problemin üstesinden geliyor. Önerilen yöntem, bir kaynaktan-sürdürülebilir ve çevre dostu bir toplum kurma çabalarına yardımcı olmak için yeni katma değerli uygulamalarda paslanmaz çeliğin yeniden kullanılması için yeni yollar açıyor “diye belirtiyor Prof. Zhang.

 

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

four × one =

Web Yazılım