金刚石跨界储能!印度理工学院最新研究

DT半导体材料 2024-08-27 21:07

随着对高效能源储存技术的需求不断增加,可溶铅酸氧化还原液流电池(SLRFB)因其高能量密度和长寿命被广泛研究。然而,传统SLRFB在实际应用中面临一些挑战,如循环寿命短、容量低、铅树枝晶的形成以及正极腐蚀等问题。最新的研究提出了一种创新的电极材料——掺硼金刚石(BDD)涂层的碳毡(CF),为这些问题提供了有效的解决方案。

soluble lead redox flow battery 图源:网络

金刚石,以其优异的物理和化学性质,近年来被广泛应用于电化学领域。金刚石材料具有极高的电导率、耐腐蚀性以及优良的机械稳定性,使其成为理想的电极材料。在铅酸红氧还原流电池中,金刚石的应用主要集中在提升电极的导电性能和化学稳定性上。

掺硼金刚石(BDD)作为一种改性金刚石材料,具备了更高的电化学活性和化学稳定性。掺硼的过程不仅增强了金刚石的电导率,还使其表面能够与电解液中的化学物质更好地互动,从而提高了电极的整体性能。BDD材料的这些优势使其成为改进SLRFB电池性能的理想选择。

在最新的研究中印度理工的科学家们将BDD涂层应用于碳毡(CF)电极上,创造出一种新的高性能电极材料BDD涂层的CF电极不仅提高了电池的表面积(达到7.1 m²/g),还通过其多孔结构增强了质量传输,减少了浓度极化。这种改进使电池在工作过程中表现得更加高效,延长了电池的使用寿命。

图源:网络

此外,BDD涂层有效延迟了在酸性介质中的氧气演化,从而降低了电极的过电位,提升了能量效率。在实际测试中,使用BDD涂层的CF电极的SLRFB能够在40 mA/cm²的电流密度下成功经历超过300次充放电循环,展现出97%的库仑效率、71%的电压效率和69%的能量效率。电池的面积容量也达到了80 mAh/cm²,显著提高了电池的稳定性和容量。

更重要的是,BDD涂层还有效防止了PbO₂污泥的形成,这一污泥通常会导致电极腐蚀和电池性能下降。通过避免这种问题,BDD涂层的CF电极显著延长了电池的循环寿命。

这项技术的突破不仅解决了SLRFB电池的传统问题,还为其商业化应用提供了强有力的支持。随着BDD涂层电极技术的不断发展和优化,SLRFB有望在能源储存领域取得更大的进展。这一创新为未来的电池技术奠定了坚实的基础,推动了能源储存技术的进一步发展。

   第八届国际碳材料大会暨产业展览会

——宽禁带半导体及超精密加工论坛&金刚石前沿论坛

第八届国际碳材料大会暨产业展览会(Carbontech 2024),将于12月5-7日在上海新国际展览中心召开。

针对新型半导体(金刚石、氧化镓、氮化镓、碳化硅、AlN……)以及超精密加工(材料、工艺、设备)设置宽禁带半导体及超精密加工论坛金刚石前沿论坛两大论坛。展会针对金刚石及其功能化应用主题、半导体超精密加工设置10000㎡专题展区,将展示最新金刚石晶圆、量子钻石、热沉金刚石等功能化产品及相关器件,欢迎莅临现场交流、合作。

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Carbontech 2024 W1馆部分参展企业:

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    liweicheng 2025-05-06 22:58 128浏览
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  • 一、gao效冷却与控温机制‌1、‌冷媒流动设计‌采用低压液氮(或液氦)通过毛细管路导入蒸发器,蒸汽喷射至样品腔实现快速冷却,冷却效率高(室温至80K约20分钟,至4.2K约30分钟)。通过控温仪动态调节蒸发器加热功率,结合温度传感器(如PT100铂电阻或Cernox磁场不敏感传感器),实现±0.01K的高精度温度稳定性。2、‌宽温区覆盖与扩展性‌标准温区为80K-325K,通过降压选件可将下限延伸至65K(液氮模式)或4K(液氦模式)。可选配475K高温模块,满足材料在ji端温度下的性能测试需求
    锦正茂科技 2025-04-30 13:08 496浏览
  • 在全球制造业加速向数字化、智能化转型的浪潮中,健达智能作为固态照明市场的引领者和智能电子以及声学产品的创新先锋,健达智能敏锐捕捉到行业发展的新机遇与新挑战,传统制造模式已难以满足客户对品质追溯、定制化生产和全球化布局的需求。在此背景下, 健达智能科技股份有限公司(以下简称:健达智能)与盘古信息达成合作,正式启动IMS数字化智能制造工厂项目,标志着健达智能数字化转型升级迈入新阶段。此次项目旨在通过部署盘古信息IMS系统,助力健达实现生产全流程的智能化管控,打造照明行业数字化标杆。行业趋势与企业挑战
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