蜡烛烟灰能为电动车锂电池供能
根据发表在Electrochimica ACTA杂志上的新研究,只需要燃烧一只蜡烛就能制成一个廉价但功能强大的电动车电池。该研究显示,蜡烛烟灰可以用来为插电式混合电动汽车使用的那种锂离子电池供电。
来自印度海得拉巴的印度技术学院的该研究的作者说,他们的发现开辟了在更强大的电池中使用炭的可能性,降低了移动电源的成本。
锂离子电池可以为许多设备供能,从智能手机和数码相机一路攀升到汽车,甚至飞机。电池的工作原理是通过两个悬浮在液体中的带电材料来产生电流。碳在小型电池中被用作其中一种材料,但对于更大、更强大的电池 - 诸如那些在电动车中使用的 - 碳因为其结构不能产生所需的电流密度,因而不适合使用。
在新研究中,Chandra Sharma博士和Manohar Kakunuri博士发现,由于微小碳纳米颗粒的形状和结构,在蜡烛烟灰中的碳非常适用于更大的电池。更重要的是,烟尘能够快速、轻松地生产,因此它是一种可扩展的制备电池的方法。
“如果你把水滴在蜡烛烟灰上,它会滚降 - 这是过去几年的一个发现。构成蜡烛烟灰的材料,碳,也具有电位,为什么不能把它作为一个电极?该研究的作者,印度技术研究所的Sharma 博士问。 “我们观察它,发现它也显出一些特殊的电化学性能,所以我们决定进一步对它进行测试。”
当蜡烛燃烧时,它散发出由碳组成的黑烟。研究人员观察了从蜡烛火焰的尖端和火焰的中间收集的烟灰并对比了碳的大小、形状和结构。结果表明,燃烧过程形成的碳纳米颗粒尺寸在30-40纳米之间,并且以互连的网络连接在一起。他们还发现,从蜡烛火焰顶端回收的、在1400℃下燃烧的烟尘,具有更少的杂质,如蜡,使其作为电导体有更好的表现。
然后,研究人员分析了烟灰作为电池中使用的导电材料的有效性。电池和在电池中使用的材料的有效性可以通过一个称为循环充电-放电(CCD)的技术进行检测。充电/放电比率反映了电池的性能,比率越高,电池越强大。结果表明,该蜡烛烟灰碳具有较高的比率,性能最好。
碳纳米颗粒的形状和尺寸,以及它们结合在一起的方式,意味着蜡烛煤烟是一种适合在电动车电池中使用的材料。不仅是因为技术高效和成本效益,也因为它是可扩展的。Sharma博士估计,一个混合动力汽车将需要十公斤的碳烟灰,这可以在大约一个小时用蜡烛来沉积。
“一般来说,我们忽略了简单的事情,蜡烛烟灰不是新的,但我们现在才把它看作碳的潜在来源,” Sharma博士说。 “我们对结果非常兴奋,这种新方法很容易并且所涉及的成本最小 - 它将使电池生产更便宜”
研究人员现在计划开发一个蜡烛烟灰电池,以进一步测试这项技术。他们还计划测试包含蜡烛烟灰的混合材料,看看他们是否可以制成更好的电池材料。
新材料在线编译整理——翻译:王晶晶 校正:摩天轮
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