شماره 53-زمستان 1397
شماره 54- بهار 1398
فهرست

باتری های آلومینیومی مبتنی بر فیلم سه بعدی گرافن و نانو اسکرول های کربنی

نشریه: شماره 53-زمستان 1397 - مقاله 7   صفحات :  48 تا 57



کد مقاله:
53-07

مولفین:
مهشید گلستانه: دانشگاه فرهنگیان - گروه شیمی


چکیده مقاله:

در این مقاله پیشرفت¬های اخیر در سنتز مواد کاتدی مناسب جهت استفاده در باتری¬های قابل شارژ آلومینیومی بررسی شده است. دو نوع باتری آلومینیومی که طی دو سال اخیر توسعه داده شده¬اند به تفصیل بررسی شده است. مورد اول کاتد فیلم سه بعدی گرافن است که دارای کیفیت بالا، جهت گیری مناسب و توانایی زیاد در ایجاد کانال و ماتریکس هدایت الکترونی پیوسته، شاهراه نفوذ یونی پیوسته و جرم الکترواکتیو برای کل الکترود است. باتری دوم بر اساس ساخت درجای نانو اسکرول¬های کربنی ویژه¬ای که به عنوان کاتد برای باتری آلومینیومی بکار می¬روند، بنا شده است. ساختارهای مارپیچ توسط چند لایه گرافنی که درون اسکرول کربنی توخالی، پیچ و تاب خورده¬اند، ایجاد می¬شود که دارای کانال¬های انتقال الکترونی سریع، قابلیت عالی ذخیره¬سازی آنیون و توانایی فوق العاده برای انطباق با افزایش زیاد حجم در طول پروسه چرخه¬زنی است. هر دو باتری در محدوده دمایی وسیعی عملکرد قابل قبولی دارد. این ویژگی¬ها برای استفاده در سیستم¬های ذخیره انرژی، بسیار امیدوار کننده است.


Article's English abstract:

In this paper, recent development in the synthesis of suitable cathode materials for using in aluminium rechargeable batteries have been investigated. Two types of aluminium batteries that developed two years ago have been thoroughly investigated. The first is the 3D graphene film cathode which has high quality, orientation and channelling for local structures and continuous electron- conducting matrix, ion diffusion highway, and electroactive mass for the whole electrode. The second battery is based on the in-situ synthesizing special nanoscrolls that are used as a cathode for aluminium batteries. The frizzy architectures are generated by a few graphene layers convoluting into the hollow carbon scroll, possessing the rapid electronic transportation channels, superior anion storage capability, and outstanding ability to accommodate a large volume expansion during cycling process. Both batteries have acceptable performance over a wide range of temperatures. These features are very promising for use in power storage systems.


کلید واژگان:
باتری آلومینیومی، نانو اسکرول کربن، کاتد، گرافن، قابل شارژ

English Keywords:
Aluminium battery, Carbon Nanoscroll, Cathode, Graphene, Rechargeable

منابع:
ندارد

English References:
[1] Z. Li, F. Ding, Y. Zhao, Y. Wang, J. Li, K.Yang, F. Gao, Ceram. Int. 42, 15464-15470, (2016). [2] S. Wang, M. He, M. Walter, F. Krumeich, Nanoscale 10, 6827-6831 (2018). [3] S. Li, J. Warzywoda, S. Wang, G. Ren, Z. Fan, Carbon124, 212-218 (2017). [4] J. Wang, G. Zhang, Z. Liu, H. Li, Nano Energy, 44, 272-278 (2018). [5] K.V. Kravchyk, T. Zund, M. Worle, M.V. Kovalenko, Chem. Mater. 30, 1825-1829 (2018). [6] J. Liu, S. Wang, K. Kravchyk, M. Ibanez, J. Mater. Chem. A6, 10958-10966 (2018). [7] E.N. Keyzer, H.F. Glass, Z. Liu, P.M. Bayley, J. Am.Chem. Soc. 138, 8682-8685 (2016). [8] H. Chen, H. Xu, B. Zheng, S. Wang, T. Huang, ACS Appl. Mater. Interfaces 9, 22628-22634 (2017). [9] C.B.J Muldoon, T. Gregory, Chem. Rev. 114, 11683-11720 (2014). [10] Z.A. Zafar, S. Imtiaz, R. Razaq, S. Ji, T. Huang , J. Mater. Chem. A, 5, 5646–5660 (2017). [11] M. Walter, K.V. Kravchyk, C. Bofer, R. Widmer, Adv. Mater. 30, 1705644 ( 2018). [12] M.-C. Lin, M. Gong, B. Lu, Y. Wu, D.-Y. Wang, H. Dai, Nature, 520, 325-328 (2015). [13] H. Chen, H. Xu, S. Wang, T. Huang, J. Xi, S. Cai, F. Guo, Sci. Adv. (2017) 3: eaao7233. [14] D.Y. Wang, C.Y. Wei, M.C. Lin, C.J. Pan, H.L. Chou, H.A. Chen, Nat. Commun. 8, 14283 (2017). [15] L. Fan, Q. Liu, Z. Xu, B. Lu, ACS Energy Lett. 2, 1614-1620 (2017). [16] X. Yu, B. Wang, D. Gong, Z. Xu, B. Lu, Adv. Mater., 29, 1604118 ( 2017). [17] Z. Liu, J. Wang, H. Ding, S. Chen, X. Yu, B. Lu, ACS Nano. 12, 8456–8466 (2018). [18] H. Hou, X. Qiu, W. Wei, Y. Zhang, X. Ji, Adv. Energy Mater. 7, 1602898 (2017). [19] H. Lei, T. Yan, H. Wang, L. Shi, J. Zhang, D. Zhang, J. Mater. Chem. A 3, 5934-5941(2015). [20] H. Bi, I.W.Chen, T. Lin, F. Huang, Adv. Mater. 27, 5943-5949 (2015). [21] T. Lin, W. Chen, F. Liu, C. Yang, H. Bi, F. Xu, F. Huang, Science 350, 1508-1513 (2015).



فایل مقاله
تعداد بازدید: 693
تعداد دریافت فایل مقاله : 18



طراحی پرتال|طراحی پورتالطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک