是自我充电电池十年走了吗?

多伦多 — — 提高电源效率在智能手机领域的责任往往已放在其他组件,如内存或闪存存储,但在未来十年之内,他们可能有自我充电电池,由于加拿大一所大学的研究人员。

在协作与实用水电魁北克省电力研究所,IREQ,蒙特利尔的麦吉尔大学可能消除令人沮丧的没有电话后忘了给它充电使用经验。在采访 EE 倍、 特聘教授乔治 · 泽莫普洛斯,大学的采矿和材料工程,说虽然锂离子电池已启用各种移动设备的扩散,他们仍然需要频繁充电由于其有限的能量密度。

此限制已导致发展的便携式太阳能充电器,但这些混合设备很难实现小型化由于他们复杂的电路和包装的问题,他说。麦吉尔大学的科学家已经打在开发单个设备能够收获和储存能量使用光的第一个里程碑,他补充说。

是自我充电电池十年走了吗?

Schematic representation of the FTO/LFP NPs/DYE electrode.

泽莫普洛斯一直与水电魁北克自 2010 年锂电池和太阳能电池制造合作。在 2014 年,他从大学要花时间在实用程序的研究设施,以及邮政 doc 研究员安德烈 Paolella,他尝试用,光,这样做的染料敏化太阳能电池,可用于创建可自充电电池的想法拿休假。泽莫普洛斯一直与染料敏化太阳能电池 2007 年以来,这什么把他带到使用电池。

在早期阶段,研究主要集中在单一的光电极 — — 半格来成立了一盏灯作为示范,看看是否细胞能吸收的光和储存电。”我们已经在我们面前的这两个设备,它可以成为一个吗?后的光电极照明的几个星期,我们开始见到当前,”说泽莫普洛斯,学分 Paolella 的耐心,没事发生的头两个星期。

研究团队已经在第二阶段的这一项目,由于从自然科学和工程研究理事会的加拿大 (NSERC) 授予。研究者在自然通讯 4 月 2017年问题彻底笔下如何合成染料太阳能电池技术结合锂离子材料,探讨光辅助电池充电的过程。

从根本上说,磷酸铁锂有效地充当再生的染料,可逆的氧化还原代理和研究人员的调查结果概述在推进照片可充电锂离子电池的设计原则的可能性。

实验的第一阶段没有实际的设备,并在干燥的室内湿度没有进行。此外,各种物理组件是永远不会打包在一起在单个容器。”氧实验中的发挥了关键的作用,不只是光,”泽莫普洛斯说。”在电池我们不能有氧,因此下一阶段就是请参阅关于更换氧,然后走得更远,将其打包。”

研究预计 5 至 10 年的项目,他说。”我们将需要重新设计的光吸收的移动设备。”屏幕可能是光吸收,例如。

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Open circuit voltage (OCV) under Neon light exposure (red line): the voltage after a plateau at 3.40 V increased to 3.75 V and in the dark using a black box (blue line), the voltage, as expected, slightly decreases from 3.44 to 3.41 V in 500 h. The inset shows the change in OCV upon illumination with a solar simulator (green line).

博士卡里姆 · Zaghib,IREQ 的主任的能量储存和养护,说既然设计了吸收光线的电极、 NSERC 补助金将给他们机会弥合差距并证明,光二次电池是可能的。该实用程序的工作与锂电池可以追溯到 50 年;他本人已经有 22 年。拿出新的电池充电方式是一个关键的挑战,Zaghib 和其他研究人员重点解决。”我们需要快速的充电,我们需要找到另一个来源,”他说。

一台设备,可以同时获取能量并将其存储一直反复出现的主题,他说。电池的大小不是问题,因为研究人员用离子磷酸电池,而不是锂。”问题不是能量密度,我们有办法的”Zaghib 说。”这里的问题是如何使充电快”。另一个挑战是要足够的周期在电池;未来五年的目标是获得 500 个循环。

自充电的电池也可以应用在家里、 收取白天的光越来越作为到了晚上,他说,未来 10 年的趋势是智能家居将越来越多的太阳能。虽然目前的研究是围绕小型电池,Zaghib 说有潜力较大,10-20 千瓦小时电池能量存储应用程序中的。他说:”今天是否你需要有来源,为您的家,你需要在你的屋顶上有太阳能电池,电池是在你的地下室或车库”。

自充电电池概念意味着太阳能发电系统在家里只会在屋顶,他说,和这一概念可能甚至放进车子里,但是它需要更多的思考,说 Zaghib,汽车电池通常是在机箱中。”我们考虑的一些新的设计,”Zaghib 说。

— — 加里 · 希尔森是一般重点放在内存和闪存技术 EE 时报 》 特约编辑。

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