一种可提高电池容量的新型材料

2015-4-20 14:56| 发布者: 高华华| 查看: 1840| 评论: 0|原作者: 彭杨|来自: 研发埠

摘要: 研究人员声称发现了一种新型复合材料可提高燃料电池的电池容量。这种新型复合材料所具有的独特性能，可以提高离子流的速度，从而提高电池性能。这项研究成果依然意义重大，各行各业尤其是日益增长的电动汽车市场迟早会将该技术应用于实践。

研究人员声称发现了一种新型复合材料可提高燃料电池的电池容量。这种新型复合材料所具有的独特性能，可以提高离子流的速度，从而提高电池性能。

       电池的容量与离子通过电解质的速度密切相关。这也是工程师以及该研究领域的其他研究人员多年以来一直致力于解决的问题。

       1、钆掺杂氧化铈（GDC）的作用

       该项目的研究团队主要由美国Clemson大学和South California大学的工程师和科学家组成，试图用钆掺杂氧化铈（GDC）来提高电池性能。GDC是由微小粒子组成的材料，粒子流可以随意通过。然而，钆在这些离子晶界上会自然累积，反过来却减缓了粒子的流速。

       美国South California大学机械工程学教授Fanglin Chen说：“晶界导电性低是由于晶界上钆进行了离析，根据空间电荷效应，接触面上产生了一个内置电池。”

       他还说：“接触面上的内置电池会阻碍粒子流动。所以如何有效制止晶界上钆的离析成了难题。同时，晶界又极其狭窄，仅仅为几纳米，难以在如此狭小的空间里辨认并合理控制钆的数量。”

         2、钴铁尖晶石的使用

       为解决该问题，研究人员搜集了钴铁尖晶石（CFO）。他们发现这种化合物可以消除晶界上过多的钆，为粒子流通过扫清障碍，方便粒子通过电解质。

       “CFO与GDC晶界上过多的钆产生化学反应形成了第三相。”研究人员Kyle Brinkman说，“研究表明该相可产生氧离子导体，我们通过一系列高分辨率的表征技术深入调查了晶界的原子微观结构，发现晶界上钆的离析已经被消除，从而使GDC晶界上氧离子导电能力显著增加。”

         3、对电池性能的影响

       这项研究对提高蓄电池及燃料电池的性能意义非凡。Brinkman说：“能够通过调合微小界面控制材料性能意味着能源转化和储存行业里材料设计市场被打开，潜力巨大。”

       不过，Brinkman和他的团队仍然有许多研究工作要进一步开展。因为目前找到的化合物需要在高于人体可承受温度下反应工作。研究人员期待发现其他化合物替代它们，能够在更低温度下反应工作。即便如此，这项研究成果依然意义重大，各行各业尤其是日益增长的电动汽车市场迟早会将该技术应用于实践。

       原文链接：http://www.engineering.com/DesignerEdge/DesignerEdgeArticles/ArticleID/9941/New-Material-Could-Increase-Battery-Power.aspx

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