คอมโพสิตฟอสฟอรัสดำทำให้แบตเตอรี่ดีขึ้น

วัสดุอิเล็กโทรดใหม่ทำให้สามารถสร้างแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีอัตราการชาร์จและความจุสูงได้ หากปรับขนาดขึ้น วัสดุแอโนดที่พัฒนาโดยนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน (USTC) และเพื่อนร่วมงานในสหรัฐฯ อาจถูกนำมาใช้เพื่อผลิตแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นของพลังงานมากกว่า 350 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม ซึ่งเพียงพอสำหรับ รถยนต์ไฟฟ้าทั่วไป (EV) 

สามารถ

เดินทางได้ 600 ไมล์ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง ลิเธียมไอออนเป็นตัวขับเคลื่อนในการใช้งานแบตเตอรี่ทั่วไป รวมถึงยานพาหนะไฟฟ้า ระหว่างการทำงาน ไอออนเหล่านี้จะเคลื่อนที่กลับไปกลับมาระหว่างขั้วบวกและขั้วลบผ่านอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวงจรการคายประจุของแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพ

ของแบตเตอรี่จึงขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ในอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งจำเป็นต้องสามารถจัดเก็บและถ่ายโอนลิเธียมไอออนจำนวนมากในช่วงเวลาสั้นๆ ในขณะที่ยังคงความเสถียรทางไฟฟ้าเคมี จึงสามารถชาร์จซ้ำได้หลายร้อยครั้ง การเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุทั้งหมดเหล่านี้ในเวลาเดียวกัน

เป็นเป้าหมายที่ยาวนานของการวิจัยแบตเตอรี่ แต่ในทางปฏิบัติ การปรับปรุงในสิ่งหนึ่งมักต้องแลกมาด้วยค่าใช้จ่ายของสิ่งอื่นๆ หัวหน้าทีมร่วม กล่าวกับ “การแลกเปลี่ยนโดยทั่วไปอยู่ที่ความจุและอัตราความสามารถของวัสดุอิเล็กโทรด “ตัวอย่างเช่น วัสดุแอโนดที่มีความจุลิเธียมสูง เช่น ซิลิกอน 

มักถูกรายงานว่ามีค่าการนำไฟฟ้าลิเธียมไอออนต่ำ ซึ่งขัดขวาง [การชาร์จ] ของแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ การเพิ่มความจุของแบตเตอรี่จึงมักทำให้ใช้เวลาในการชาร์จนาน ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญในการนำรถยนต์ไฟฟ้าไปใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้น” วัสดุแอโนดฟอสฟอรัสดำใหม่แอโนด

ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ทำจากกราไฟต์ นักวิจัย ได้สร้างวัสดุแอโนดใหม่โดยการรวมกราไฟต์เข้ากับฟอสฟอรัสดำ วัสดุแบบเลเยอร์ 2 มิตินี้เคยถูกพิจารณาว่าเป็นตัวเลือกสำหรับแอโนด แต่การทดสอบแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าต่ำกว่าศักยภาพทางทฤษฎีของมันมาก

สาเหตุ

หนึ่งของการขาดแคลนคือโครงสร้างของวัสดุเปลี่ยนรูประหว่างการทำงานของแบตเตอรี่ การเสียรูปนี้ซึ่งเริ่มต้นที่ขอบของชั้นฟอสฟอรัสสีดำ ทำให้คุณภาพของวัสดุลดลงจนถึงระดับที่ลิเธียมไอออนไม่สามารถถ่ายเทผ่านได้ง่าย ด้วยการรวมฟอสฟอรัสสีดำเข้ากับกราไฟต์ และเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่า

พันธะเคมีระหว่างวัสดุทั้งสองทำให้โครงสร้างขอบมีความเสถียรและป้องกันการเปลี่ยนแปลงขอบที่ไม่ต้องการ เพื่อเอาชนะการก่อตัวอย่างต่อเนื่องและการก่อตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งที่นำไฟฟ้าได้น้อยกว่า ทีมงานได้ใช้การเคลือบเจลโพลีอะนิลีนบางๆ กับวัสดุอิเล็กโทรด 

ซึ่งเป็นกลยุทธ์ที่ช่วยเสริมเส้นทางการขนส่งลิเธียมไอออนด้วยไปสู่ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและการชาร์จที่รวดเร็วนักวิจัยได้ทดสอบประสิทธิภาพของวงจรการชาร์จของวัสดุอิเล็กโทรดใหม่โดยการเตรียมตัวอย่างอิเล็กโทรดโดยใช้วิธีการที่เข้ากันได้กับกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม 

และหนึ่งในผู้เขียนร่วมคนแรกของการศึกษานี้ เขากล่าวเสริม ตัวเลขนี้หมายความว่ารถยนต์ไฟฟ้าที่ติดตั้งแบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถเดินทางได้ 600 ไมล์ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง ทำให้สามารถแข่งขันกับรถยนต์ทั่วไปได้ รถยนต์เครื่องยนต์สันดาป จากการเปรียบเทียบ สามารถเดินทางได้ 400 ไมล์ต่อการชาร์จ

การคำนวณ

ควอนตัมบนคลาวด์ถูกกำหนดให้เปลี่ยนแปลงสิ่งนั้น เราพบว่ามันเป็นประสบการณ์ที่ปลดปล่อย  อีควอไลเซอร์ที่ยอดเยี่ยมที่มีศักยภาพในการนำควอนตัมคอมพิวติ้งมาสู่หลายๆ คน เช่นเดียวกับที่อุปกรณ์เหล่านี้เริ่มพิสูจน์คุณค่าของตัวเอง หนึ่งครั้งพวกเขาพบว่าอุปกรณ์ทดสอบของพวกเขา

จากศูนย์วิจัยนิวเคลียร์และแฮดรอนในเมืองรอสเซนดอร์ฟ ประเทศเยอรมนี เสนอว่ารูปแบบดังกล่าวเกิดจากรูปแบบพฤติกรรมใหม่ภายในนิวเคลียส เขาเสนอว่าโมเมนตัมเชิงมุมส่วนใหญ่ของนิวเคลียสสามารถสร้างขึ้นได้จากโปรตอนและนิวตรอนเพียงไม่กี่ตัว ในกรณีของลีด-199 ซึ่งมีโปรตอน 82 ตัว

และนิวตรอน 117 ตัว เชื่อว่าโมเมนตัมเชิงมุมส่วนใหญ่มาจากโปรตอนเพียง 2 ตัวและนิวตรอน 3 ตัว โดยที่นิวคลีออนที่เหลือเป็นผู้สังเกตเฉยๆ (พูดอย่างเคร่งครัด โมเมนตัมเชิงมุมนี้ถูกนำพาโดยโปรตอนและ “รูนิวตรอน” รูนิวตรอนคือการไม่มีนิวตรอน คล้ายกับรูอิเล็กตรอนในสารกึ่งตัวนำ) เนื่องจากมีโปรตอน

การมีเพศสัมพันธ์ของวงโคจรดังกล่าวอยู่ภายใต้การทับซ้อนของฟังก์ชันคลื่นที่แสดงถึงการกระจายความหนาแน่นของนิวคลีออนในนิวเคลียส คิดว่าโปรตอนมีการกระจายความหนาแน่นเป็นรูปวงแหวน (รูปโดนัท) ในขณะที่รูนิวตรอนมีการกระจายตัวเป็นรูปดัมเบล (รูปที่ 4b) โดยทั่วไป 

การกำหนดค่าที่มีพลังงานต่ำสุดคือรูปแบบที่ฟังก์ชันคลื่นมีการเหลื่อมกันมากที่สุด ในตะกั่ว-199 สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อเวกเตอร์โมเมนตัมเชิงมุมของโปรตอนและนิวตรอนตั้งฉากกัน การเรียงตัวของเวกเตอร์เหล่านี้สัมพันธ์กัน และโมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมดเทียบกับโมเมนต์แม่เหล็กของนิวเคลียส 

มีการเปลี่ยนแปลงระหว่างกระบวนการลดการกระตุ้น นิวเคลียสถูกสร้างขึ้นในสถานะพลังงานและโมเมนตัมเชิงมุมที่มีความตื่นเต้นสูง สำหรับการรวมกันของโปรตอนและนิวตรอนคงที่ โมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมดจะสูงสุดเมื่อเวกเตอร์ทั้งสองชี้ไปในทิศทางเดียวกัน ในระหว่างการคลายการกระตุ้น 

เวกเตอร์เหล่านี้ค่อยๆ เคลื่อนออกจากกัน และด้วยเหตุนี้จึงอยู่ห่างจากเวกเตอร์โมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมด (รูปที่ 4c) การแยกเป็นไปอย่างค่อยเป็นค่อยไปในแง่ที่ว่าโมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมดลดลงในควอนตัมของ ħ เนื่องจากโมเมนตัมเชิงมุมและพลังงานส่วนเกินถูกพัดพาไปโดยรังสีแกมมา นิวเคลียสจะเข้าใกล้

credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์