바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Yutaka의 회장) (이하 "AIST"라고 언급) Energy Interface 기술 연구 그룹의 책임자 인 Energy Interface Research Group의 책임자 인 Hasegawa Hiroo] 및 Energy Interface Technology Research Group의 이사 인 Liu Ginju는 귀중한 금속 및 금속 옥스에 대한 연구원입니다
촉매그래 핀공기 전극 만 사용하는 새 모델
리튬-공기 바카라 규칙기존의 리튬 공기 바카라 규칙의 공기 전극은 귀금속과 금속 산화물로 만든 촉매를 원료로 사용하여 복잡한 공정을 통해 만들어집니다 이번에는 이러한 촉매를 함유하지 않는 그래 핀 에어 전극을 사용하여 "금속 리튬/유기 전해질/고체 전해질/수용성 전해질/수용성 전해질/그래 핀 공기 전극"이라는 구조로 리튬 공기 바카라 규칙를 개발했습니다 이 그래 핀 공기 전극은 20 중량%의 백금 (PT)을 함유하는 탄소 검은 색으로 만들어진 공기 전극과 유사한 산소 환원 활성을 갖는다 개발 된 리튬-공기 바카라 규칙 05 ma/cm2의 전류로 50 배의 반복 전하 및 배출 후에도 잠재력은 거의 악화되지 않아 안정적인 반복 전하 및 배출이 가능합니다
이 연구 결과는 2011 년 3 월 25 일 미국 화학 저널에 발표되었습니다ACS Nano디지털 버전에 게시 됨
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그림 1 : 그래 핀으로 구성된 공기 전극을 사용한 리튬 공기 바카라 규칙의 구조 다이어그램 (왼쪽) 그래 핀에 의한 산소 감소 이미지 (중심) 그래 핀 에어 전극을 사용한 리튬 공기 바카라 규칙의 05 ma/cm2의 전하 방전주기 곡선 (오른쪽)
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최근 몇 년간, 화석 연료 소비로 인한 이산화탄소 배출량의 증가와 원유 가격의 급격한 변동이 주목을 끌고 있기 때문에, 휘발유 및 디젤 오일에서 전기 에너지로 자동차 에너지 원을 전환시키는 기술 개발은 주목을 끌고 있습니다 전기 자동차의 실제 적용이 증가하고 있으며 장거리 운전을위한 스토리지 바카라 규칙 인 리튬 이온 바카라 규칙의 대용량 및 에너지 밀도에 대한 수요가 있습니다 그러나 현재 상황은입니다
리튬 이온 바카라 규칙| 바카라 규칙 용량의 제한으로 인해 장거리 운전하기가 어렵습니다 따라서 이론적으로 리튬 이온 바카라 규칙보다 더 큰 용량을 갖는 에너지 밀도가 높은 리튬 공기 바카라 규칙는 전기 자동차의 차세대 바카라 규칙로서 관심을 끌었으며 연구가 실용적으로 수행되기 위해 적극적으로 수행되고 있습니다
AIST Energy Technology Research Division은 나노 구조화 된 전극 재료가 차세대 "리튬 이온 바카라 규칙"(
2005 년 1 월 18 일,
2007 년 11 월 19 일,
2008 년 8 월 27 일Aisode Press 발표) 또한,
하이브리드 전해질2009 년 2 월 24 일에 AIST 언론의 애니메이션)
지금까지 AIST가 개발 한 하이브리드 전해질을 사용한 리튬 공기 바카라 규칙는 지금까지 고정 된 촉매가있는 공기 전극을 사용합니다 공기 전극은 고온 금속 및 고온 소결에 의해 생성 된 고온 금속 및 금속 산화물, 기초로서 높은 특이 적 표면적을 갖는 탄소 물질, 접착제 바인더 및 물 상충 처리로 처리 된 공기 확산 층으로 만들어진 초트라핀 입자 촉매로 만들어진 촉매 층으로 구성된다 제조 공정은 매우 복잡합니다
그래 핀은 이번에 O입니다2+2H2O+4E-→ 4oh-와 같이 공기의 산소를 감소시키는 촉매 효과가 있다는 것이 새로 발견되었습니다 이 발견에 기초하여, 우리는 공기 전극으로서 그래 핀을 사용하여 "금속 리튬/유기 전해질/고체 전해질/수용성 전해질/그래프 전극"이라는 구조를 갖는 리튬-공기 바카라 규칙를 개발하고 금속 리튬 및 하이브리드 전기 전해질 (유기 전기 전기/수질 전기/흑연 전기 전기/흑연 전기 전해질의 하이브리드 전기 전극과 결합된다 전극, 우리는 Graphene, 20 중량%의 PT를 함유하는 카본 블랙을 사용합니다아세틸렌 블랙와 같은 다양한 탄소 재료로 만들어진 양극 전극을 사용하여 제조되었고 바카라 규칙의 배출 전압을 비교했습니다 (그림 2) 현재 개발 된 알칼리성 수용액에서 개발 된 그래 핀 공기 전극은 수십 시간 방전 후에도 20 중량% PT를 함유하는 탄소 검은 공기 전극의 촉매 활성을 갖는 것으로 확인되었다 또한, 동일한 구조를 갖는 리튬 공기 바카라 규칙를 그래 핀을 사용하여 제조하였으며, 이는 공기 전극으로서 4% 수소를 함유하는 아르곤 대기에서 열처리되었다 그림 3과 같이 공기 중 05 ma/cm2의 전류에 의한 반복 전하 및 배출 후에도 충전 및 배출 전위에서 유의 한 변화가 관찰되지 않았으며, 전하 및 방전 사이클 특성이 안정적임을 확인했습니다
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그림 2 : 그래 핀의 배출 동안 세포 전압의 시간 변화, 20 중량% PT, 아세틸렌 블랙 및 리튬 공기 바카라 규칙를 각각의 양극 전극과 함께 함유하는 탄소 검은 색
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그림 3 : 그래 핀, 열처리 된 그래 핀, 아세틸렌 블랙을 사용하여 리튬 공기 바카라 규칙를 충전하고 방전 할 때 반복되는 사이클로 인한 바카라 규칙 셀 전압의 변화
사진은 시트-유사 그래 핀의 투과 전자 현미경 이미지를 보여줍니다 (전자 빔의 회절 패턴은 노란색 프레임에 표시됨)
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저렴하고 안정적인 촉매로 그래 핀을 사용하여, 우리는 연구 및 개발을 진행하면서 산성 조건 하에서 산소 감소의 촉매 활성뿐만 아니라 표면 변형 된 그래 렌 및 탄소 나노 튜브의 촉매 활성을 고려할 계획이다
독립 행정 기관, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소
에너지 기술 연구 부서 에너지 인터페이스 기술 그룹
연구 그룹 책임자 Zhou Goshin 이메일 : hszhou * aistgojp ( @로 변경하고 보내주세요)
에너지 기술 연구 부서
연구 부서 책임자 Hasegawa Hiroo 이메일 : hasegaway * aistgojp ( @로 변경하고 보내주세요)