ענדזשאַנירז האָבן דעוועלאָפּעד אַ סעפּאַראַטאָר וואָס סטייבאַלייזיז גאַז עלעקטראָליטעס צו מאַכן הינטער-נידעריק טעמפּעראַטור באַטעריז סאַפער

לויט פרעמד מעדיע ריפּאָרץ, נאַנאָ ענדזשאַנירז אין די אוניווערסיטעט פון קאַליפאָרניאַ סאַן דיעגאָ האָבן דעוועלאָפּעד אַ באַטאַרייע סעפּאַראַטאָר וואָס קענען שפּילן ווי אַ שלאַבאַן צווישן די קאַטאָוד און אַנאָוד צו פאַרמיידן די גאַסאַז פון עלעקטראָליטע אין די באַטאַרייע פון ​​וואַפּאָריזינג. די נייַע דייאַפראַם פּריווענץ די ינערלעך דרוק פון די שטורעם פון אַקיומיאַלייטינג, דערמיט פּרעווענטינג די באַטאַרייע פון ​​געשווילעכץ און יקספּלאָוזשאַן.

דער פאָרשונג פירער, זשענג טשען, פּראָפעסאָר פון נאַנאָ-אינזשעניריע אין די דזשאַקאָבס שולע פון ​​אינזשעניריע אין דעם אוניווערסיטעט פון קאַליפאָרניאַ, סאַן דיעגאָ, האט געזאגט: "דורך טראַפּינג גאַז מאַלאַקיולז, די מעמבראַנע קענען שפּילן ווי אַ סטייבאַלייזער פֿאַר וואַלאַטאַל עלעקטראָליטעס."

די נייַע סעפּאַראַטאָר קענען פֿאַרבעסערן באַטאַרייע פאָרשטעלונג ביי הינטער-נידעריק טעמפּעראַטורעס. די באַטאַרייע צעל ניצן די דייאַפראַם קענען אַרבעטן ביי מינוס 40 ° C, און די קאַפּאַציטעט קענען זיין ווי הויך ווי 500 מיליאַמפּערע שעה פּער גראַם, בשעת די געשעפט דייאַפראַם באַטאַרייע האט כּמעט נול מאַכט אין דעם פאַל. רעסעאַרטשערס זאָגן אַז אפילו אויב עס איז לינקס אַניוזד פֿאַר צוויי חדשים, די באַטאַרייע צעל קאַפּאַציטעט איז נאָך הויך. די פאָרשטעלונג ווייזט אַז די דייאַפראַם קענען אויך פאַרברייטערן די סטאָרידזש לעבן. די אנטדעקונג אַלאַוז פאָרשער צו דערגרייכן זייער ציל ווייַטער: צו פּראָדוצירן באַטעריז וואָס קענען צושטעלן עלעקטרע פֿאַר וועהיקלעס אין ייַזיק ינווייראַנמאַנץ, אַזאַ ווי ספּייסקראַפט, סאַטאַלייץ, און טיף-ים שיפן.

די פאָרשונג איז באזירט אויף אַ לערנען אין דער לאַבאָראַטאָריע פון ​​יינג שירליי מענג, פּראָפעסאָר פון נאַנאָ-אינזשעניריע אין דעם אוניווערסיטעט פון קאַליפאָרניאַ, סאַן דיעגאָ. דער פאָרשונג ניצט אַ באַזונדער ליקוואַפייד גאַז עלעקטראָליטע צו אַנטוויקלען אַ באַטאַרייע וואָס קענען האַלטן גוט פאָרשטעלונג אין אַ סוויווע מינוס 60 ° C פֿאַר די ערשטער מאָל. צווישן זיי, די ליקוואַפייד גאַז עלעקטראָליטע איז אַ גאַז וואָס איז ליקוואַפייד דורך אַפּלייינג דרוק און איז מער קעגנשטעליק צו נידעריק טעמפּעראַטורעס ווי טראדיציאנעלן פליסיק עלעקטראָליטעס.

אבער דעם מין פון עלעקטראָליטע האט אַ כיסאָרן; עס איז גרינג צו טוישן פון פליסיק צו גאַז. Chen האט געזאגט: "דער פּראָבלעם איז די ביגאַסט זיכערקייַט אַרויסגעבן פֿאַר דעם עלעקטראָליטע." די דרוק דאַרף זיין געוואקסן צו קאַנדענסט די פליסיק מאַלאַקיולז און האַלטן די עלעקטראָליטע אין אַ פליסיק שטאַט צו נוצן די עלעקטראָליטע.

Chen ס לאַבאָראַטאָריע מיט מענג און טאָד פּאַסקאַל, פּראָפעסאָר פון נאַנאָ ינזשעניעריע אין די אוניווערסיטעט פון קאַליפאָרניאַ, סאַן דיעגאָ, צו סאָלווע דעם פּראָבלעם. דורך קאַמביינינג די עקספּערטיז פון קאַמפּיוטינג עקספּערץ אַזאַ ווי פּאַסקאַל מיט ריסערטשערז אַזאַ ווי Chen און Meng, אַ מעטאָד איז דעוועלאָפּעד צו ליקוועפי די וואַפּאָריזעד עלעקטראָליטע אָן אַפּלייינג צו פיל דרוק געשווינד. די פּערסאַנעל דערמאנט אויבן זענען אַפיליייטאַד מיט די מאַטעריאַלס פאָרשונג וויסנשאַפֿט און אינזשעניריע צענטער (MRSEC) פון די אוניווערסיטעט פון קאַליפאָרניאַ, סאַן דיעגאָ.

דער אופֿן באַראָוז פון אַ גשמיות דערשיינונג אין וואָס גאַז מאַלאַקיולז קאַנדענסיז ספּאַנטייניאַסלי ווען טראַפּט אין קליינטשיק נאַנאָ-וואָג ספּייסאַז. די דערשיינונג ווערט אנגערופן קאפילאר קאנדענסאציע, וואס קען מאכן אז די גאז ווערט פליסיק ביי א נידריגע דרוק. די פאָרשונג מאַנשאַפֿט געניצט דעם דערשיינונג צו בויען אַ באַטאַרייע סעפּאַראַטאָר וואָס קענען סטייבאַלייז די עלעקטראָליטע אין הינטער-נידעריק טעמפּעראַטור באַטעריז, אַ ליקוואַפייד גאַז עלעקטראָליטע געמאכט פון פלואָראָמעטהאַנע גאַז. די ריסערטשערז געניצט אַ פּאָרעז קריסטאַליין מאַטעריאַל גערופן אַ מעטאַל-אָרגאַניק פריימווערק (MOF) צו שאַפֿן די מעמבראַנע. די יינציק זאַך וועגן MOF איז אַז עס איז פול פון קליינטשיק פּאָרעס, וואָס קענען כאַפּן פלואָראָמעטהאַנע גאַז מאַלאַקיולז און קאַנדענס זיי ביי לעפיערעך נידעריק דרוק. פֿאַר בייַשפּיל, פלואָראָמעטהאַנע יוזשאַוואַלי שרינגקס ביי מינוס 30 ° C און האט אַ קראַפט פון 118 פּסי; אָבער אויב MOF איז געניצט, די קאַנדאַנסיישאַן דרוק פון פּאָרעז אין דער זעלביקער טעמפּעראַטור איז בלויז 11 פּסי.

Chen האט געזאגט: "דער MOF באטייטיק ראַדוסאַז די דרוק פארלאנגט פֿאַר די עלעקטראָליטע צו אַרבעטן. דעריבער, אונדזער באַטאַרייע קענען צושטעלן אַ גרויס סומע פון ​​קאַפּאַציטעט אין נידעריק טעמפּעראַטורעס אָן דערנידעריקונג." די ריסערטשערז טעסטעד אַ MOF-באזירט סעפּאַראַטאָר אין אַ ליטהיום-יאָן באַטאַרייע. . די ליטהיום-יאָן באַטאַרייע באשטייט פון אַ פלואָראָקאַרבאָן קאַטאָוד און אַ ליטהיום מעטאַל אַנאָוד. עס קענען פּלאָמבירן עס מיט אַ גאַסאַז פון פלואָראָמעטהאַנע עלעקטראָליטע ביי אַן ינערלעך דרוק פון 70 פּסי, פיל נידעריקער ווי די דרוק פארלאנגט פֿאַר ליקוופייינג פלואָראָמעטהאַנע. די באַטאַרייע קענען נאָך האַלטן 57% פון זייַן צימער טעמפּעראַטור קאַפּאַציטעט ביי מינוס 40 °C. אין קאַנטראַסט, אין דער זעלביקער טעמפּעראַטור און דרוק, די מאַכט פון אַ געשעפט דייאַפראַם באַטאַרייע ניצן אַ גאַז עלעקטראָליטע מיט פלואָראָמעטהאַנע איז כּמעט נול.

די מיקראָפּאָרעס באזירט אויף די MOF סעפּאַראַטאָר זענען די שליסל ווייַל די מיקראָפּאָרעס קענען האַלטן מער עלעקטראָליטעס פלאָוינג אין די באַטאַרייע אפילו אונטער רידוסט דרוק. די געשעפט דייאַפראַם האט גרויס פּאָרעס און קענען נישט ריטיין גאַסאַז פון עלעקטראָליטע מאַלאַקיולז אונטער רידוסט דרוק. אָבער מיקראָפּאָראָסיטי איז נישט די בלויז סיבה די דייאַפראַם אַרבעט געזונט אונטער די באדינגונגען. די דייאַפראַם דיזיינד דורך די ריסערטשערז אויך אַלאַוז די פּאָרעס צו פאָרעם אַ קעסיידערדיק וועג פון איין עק צו די אנדערע, דערמיט ינשורינג אַז ליטהיום ייאַנז קענען לויפן פרילי דורך די דייאַפראַם. אין די פּראָבע, די ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי פון די באַטאַרייע ניצן די נייַ דייאַפראַם ביי מינוס 40 ° C איז צען מאל אַז פון די באַטאַרייע ניצן די געשעפט דייאַפראַם.

Chen ס מאַנשאַפֿט איז דערווייַל טעסטינג MOF-באזירט סעפּערייטערז אויף אנדערע עלעקטראָליטעס. Chen האט געזאגט: "מיר האָבן געזען ענלעך עפעקטן. דורך ניצן דעם MOF ווי אַ סטייבאַלייזער, פאַרשידן עלעקטראָליטע מאַלאַקיולז קענען זיין אַדסאָרבעד צו פֿאַרבעסערן באַטאַרייע זיכערקייַט, אַרייַנגערעכנט טראדיציאנעלן ליטהיום באַטעריז מיט וואַלאַטאַל עלעקטראָליטעס."