设计安全、廉价的电池的电网级存储

设计安全、廉价的电池的电网级存储

一个对流烤箱的厨师更均匀,因为一个风扇创造一个稳定的流动的热空气周围的食物被煮熟。Fikile R. Brushett的研究小组,Raymond A.(1921)和海伦·圣劳伦特化工职业发展教授,则将这一原则新的水电池设计,泵源源不断的带电离子通过电池在电池创造更均匀分布的离子。

“我们制造水[水]电池具有安全、廉价、可扩展的,”Victoria Yao说,一个材料处理中心(MPC)-材料科学与工程中心(CMSE)在brushett夏季学者研究组。姚是范德堡大学的一名初级学生,主修化学工程。今年夏天,她与研究生Thomas J. Carney开发一个对流电池工作,其中电解质会流过电极材料,而不是保持静止在传统电池。

普鲁士蓝材料

在brushett组她暑假实习期间,姚明合成电极材料在相同的化学家庭为普鲁士蓝,这是常用的染料织物和彩妆,如眼影。普鲁士蓝是亚铁氰化铁常见的名字,但不像一些剧毒的氰化物,普鲁士蓝被认为是无毒的,即使摄入治疗辐射中毒。

姚在金属硝酸盐溶液生成普鲁士蓝类材料,添加化合物铁氰化钾沉淀所需的化合物,如铜铁。无机化合物,硫代硫酸钠,使颗粒更大、改变材料中储存的能量。然后她用过滤器或离心机分离出了颗粒。一旦干,彩色颗粒混合添加剂,使“墨水”,可以精确地滴在炭纸形成薄电极的电池测试。“接着你做墨,你需要移到复写纸,让它干燥,然后去除任何污染物,在真空条件下,”姚说。

这些薄膜电极细胞进行流通的反应堆-安排玻璃组件在一个“H”配置运行在一小时的时间,有时一夜之间,收集到足够的数据来衡量他们的能力和效率。在反应器中,碳纸电极被放置在直立的玻璃管中,用氯化钠(表盐)溶液将两个通过中间连接起来。添加一个参考电极后,姚吹氩气体通过实验装置。

“我已经制作了八种不同的粉末,并测试了他们的薄电极的储能性能,”她说。

在制备和测试薄电极后,姚计划转移到生产厚的多孔电极,这可能会产生更高的能量密度。这些厚的电极需要更多的原料,它被压缩成颗粒。

在介绍这个项目,称为对流增强电化学能量储存,在六月,夏天的学者Brushett说,“我们已经有了一个概念证明,我们真的很兴奋。…理想的情况下,我们想把这个证明的概念设备到一个小的筒状流动细胞与厚的多孔电极和泵电解质通过反应器…在那里,我们应该有我们的对流电池。”

离子开放骨架

“普鲁士蓝化学化合物具有一个开放的框架,允许离子移动的两电池电极而剩余的溶剂(与水分子相结合)的电解质溶液,反过来,能够快速反应,“Brushett说。”当加电解液能做成厚电极和可调输出功率高能量密度电池。”项目适用于brushett集团更大的目标是帮助通过创新建立一个可持续发展的能源经济,新能源储存技术。

“Victoria已经合成并表征普鲁士蓝模拟材料的使用在基于对流的能源存储设备,今年夏天的工具。夏天的mpc-cmse学者的计划提供了机会,来自全国各地的人才工作在最前沿的研究项目在麻省理工学院,“Brushett说。”这些学生不仅学习了进行基础研究所需的纪律、毅力和创造力,而且我们的研究生学习如何指导热情但经验不足的实验工作者。她的奉献和天资直接加速了我们的研究!我们很高兴在这个夏天招待了她。”

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