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Nanoenergie und Elektrolyte

Nanoenergie und Elektrolyte

Nanoenergie: So vermeiden Sie Elektrolytausfälle in nanoskaligen Lithiumbatterien

Forscher des Nationalen Instituts für Standards und Technologie (NIST), der University of Maryland, des College Park und der Sandia National Laboratories bauten eine Reihe von Nanodrahtbatterien, um die Dicke der Elektrolytschicht zu demonstrieren Dies kann die Batterieleistung erheblich beeinträchtigen und eine Grenze für die kleinste Größe dieser winzigen Stromquellen festlegen. Die Ergebnisse sind wichtig, da die Größe und Leistung von Batterien für die Entwicklung von in sich geschlossenen MEMS - mikroelektromechanischen Maschinen - von entscheidender Bedeutung sind, die potenziell revolutionäre Anwendungen in einer Vielzahl von Bereichen haben.

MEMS-Vorrichtungen, die nur einige zehn Mikrometer (dh etwa ein Zehntel der Breite eines menschlichen Haares) betragen können, wurden für viele Anwendungen auf dem Gebiet der Medizin und der industriellen Steuerung vorgeschlagen, erfordern jedoch im Allgemeinen eine kleine Batterie. , langlebig und schnell aufladbar, um als Energiequelle zu wirken. Die heutige Batterietechnologie macht es unmöglich, Maschinen zu bauen, die viel kleiner als ein Millimeter sind - von denen der größte Teil die Batterie selbst ist -, was die Geräte fürchterlich ineffizient macht.

Der NIST-Forscher Alec Talin und seine Kollegen haben einen wahren Wald aus winzigen Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien geschaffen - etwa 7 Mikrometer hoch und 800 Nanometer breit -, um zu sehen, wie klein sie aus vorhandenen Materialien hergestellt werden können, und um sie zu testen deine Leistung.

Das Team stellte fest, dass bei einer Filmdicke des Elektrolyten unter einem Schwellenwert von etwa 200 Nanometern Elektronen zum Rand des Elektrolyten springen können, anstatt durch den Vorrichtungsdraht und über die Kathode zu fließen. Die Elektronen, die den kurzen Weg durch den Elektrolyten - den Kurzschluss - nehmen, bewirken, dass sich der Elektrolyt spaltet und sich die Batterie schnell entlädt.

Quelle: NIST


Video: Prinzip elektrolytische Leitfähigkeitsmessung (September 2020).