التحديات التقنية في بيئة درجة حرارة منخفضة

الميزة الأساسية من احتياطي الطاقة هو أن المنحل بالكهرباء هو فصل من خلية البطارية قبل تفعيلها ، والتي يمكن تخزينها لمدة تصل إلى 20 عاما دون التفريغ الذاتي . ومع ذلك ، عندما تكون درجة الحرارة منخفضة - 50 درجة مئوية ، الكهروكيميائية عملية الرصاص الحمضية النظام يصبح بطيئا بشكل ملحوظ ، وتفعيل الوقت لا يمكن اختصارها إلى أقل من 100 ميلي ثانية . على الرغم من أن تفعيل وقت 29-45 ميلي ثانية واحدة يمكن أن يتحقق في - 32 درجة مئوية من خلال الاستفادة المثلى من مقاومة تدفق المنحل بالكهرباء ، فإنه من الصعب تحقيق مزيد من التقدم في درجات حرارة أقل . وقد أدى ذلك إلى تحول العديد من التطبيقات إلى نظم أكثر تكلفة من كلوريد الليثيوم ثيول .

اختراق : إعادة عرض خصائص المجهرية

فريق البحث استخدام Zeyou التكنولوجيا ZEM سطح المكتب مجهر مسح بالإلكترون ( SEM ) تحليل المواد الكهربائي ، واستكشاف اثنين من مسارات مبتكرة .

الزنك بدلا من الرصاص هو أول محاولة لتحل محل التقليدية الأنود الرصاص مع الزنك . على الرغم من أن الزنك يمكن أن تحسن بشكل ملحوظ أداء الجهد في درجة حرارة منخفضة ، فإنه يؤدي إلى عدم الاستقرار في أداء الخصائص ، مما يؤثر على موثوقية إمدادات الطاقة . الشكل أعلاه يوضح بوضوح كيف أن المواد المختلفةأداء الفرق في درجة الحرارة .

البحث عن وظيفة رئيسية من هيكل مسام نانو يتحول إلى تحسين هيكل مسام نانو ثاني أكسيد الرصاص المواد الكاثود . من خلال التحكم بدقة في حالة إعداد الكهربائي ، المجهرية من الرصاص

الشكل SEM الصور على سطح طلاء pbòتم الحصول عليها من مختلف خطط التحضير : 1 ( أ ) و 2 ( ب ) و 3 ( ج ، د ، هـ )

مجهر مسح بالإلكترون ( SEM ) الصور تكشف بوضوح عن الاختلافات في تضاريس السطح من pbòالطلاء تحت مختلف إعداد المخططات .

التصميم المبتكر : توازن أداء هيكل مزدوج

فريق البحث وضعت فريدة من نوعها تصميم هيكل مزدوج يجمع بين طبقة داخلية كثيفة pbo ₂ مع طبقة خارجية مسامية لضمان قدرة التفريغ عالية وسرعة التنشيط .

الشكل هيكل مزدوج نموذج ثاني أكسيد الرصاص الكاثود

هذا التصميم يعمل بشكل جيد في التجارب ، على أساس نظام الرصاص - HCLO - pbo ₂ لا يزال أداء ثابت في - 50 درجة مئوية .

التحقق من التطبيق العملي

الفريق قد أنتجت فقط 0.02 ملليلتر دفعة اختبار البطارية الصغيرة . نتائج الاختبار تشير إلى أن أفضل احتياطي الطاقة يمكن أن تصل إلى وقت التنشيط أقل من 30 ميلي ثانية واحدة في - 50 درجة مئوية ، أداء مستقر و أداء أفضل بكثير من المتوقع . هذا الاختراق يجعل من الرصاص الحمضية النظام مرة أخرى خيارا قابلا للتطبيق في درجة حرارة منخفضة الطاقة الاحتياطية ، ويجلب إلى الأمام أكثر فعالية من حيث التكلفة حل في المجالات ذات الصلة .

آفاق وتحديات التكنولوجيا

على الرغم من النتائج الملحوظة ، أشار الفريق إلى أن الاستقرار على المدى الطويل لا يزال يتعين حلها . في الوقت الحاضر ، تسارع الحياة اختبارات تظهر أن الأمثل pbo-a الطلاء لا تزال تحافظ على خصائص جيدة بعد التخزين . Zeyou سلسلة سطح المكتب المجهر الإلكتروني ( SEM ) قد لعبت دورا رئيسيا في هذه الدراسة ، مع سرعة التصوير عالية وتنوع القدرة على الكشف عن إشارة ، فإنه يوفر دعما قويا من أجل تحليل المجهرية من المواد الكهربائي . هذا البحث ليس فقط تعزيز تطوير تكنولوجيا بطاريات الرصاص الحمضية ، ولكن أيضا فتح طريقة جديدة للحصول على حلول الطاقة في البيئة . مع مزيد من التحسين ، هذه التكنولوجيا من المتوقع أن يحقق اختراقا في أكثر المجالات الرئيسية .