Fi snin reċenti, bl-iżvilupp mgħaġġel ta 'teknoloġiji ta' enerġija ġodda, il-materjali ta 'l-elettrodi bbażati fuq in-nikil saru hotspot ta' riċerka minħabba l-proprjetajiet elettrokimiċi eċċellenti tagħhom. Dan l-artikolu jiġbor fil-qosor numru ta 'riżultati ta' riċerka xjentifika u jsolvi l-materjali tal-elettrodi tan-nikil rakkomandati u l-vantaġġi tagħhom f'xenarji ta 'applikazzjoni differenti.
I. Batterija tan-Nickel-Hydrogen: Elettrodu tal-idrossidu tan-Nikil tat-Tip ta 'Stabbiltà Għolja
Il-materjal tal-elettrodu -NI (OH) ₂ (numru ta 'trasferiment ta' elettroni ta 'madwar 1.3) żviluppat mit-tim tal-Istitut tat-Teknoloġija ta' Harbin juri vantaġġi sinifikanti. Meta mqabbel ma '-ni (OH) tradizzjonali, għandu proprjetajiet mekkaniċi aħjar, potenzjal ta' elettrodu aktar pożittiv, effiċjenza ta 'ċċarġjar ogħla, u l-impedenza tat-trasferiment tal-ħlas interfacial hija mnaqqsa b'madwar 30%. Barra minn hekk, -ni (OH) ₂ jista 'jnaqqas il-kontenut tan-nikil fil-materjal attiv bi 30%, li għandu kemm il-protezzjoni ambjentali kif ukoll il-valur ekonomiku. L-istudju sab ukoll li r-rata ta 'difetti tal-istivar tal-materjal hija relatata mill-qrib mal-kapaċità ta' kwittanza. Ir-rata ta 'difetti tal-istivar tal-materjal ta' kapaċità għolja (270mAh / g) hija 14.9%, li tipprovdi idea ġdida għall-ottimizzazzjoni tad-disinn tal-elettrodi.
II. SuperCapacitor: Elettrodu Kompost tal-Ossidu tan-Nikil / Nanotub tal-Karbonju
Il-materjal kompost ta 'ossidu tan-nikil (NIO) u nanotub tal-karbonju (CNT) għandu prestazzjoni pendenti fil-qasam tal-ħażna tal-enerġija. L-elettrodu kompost NIO / CNT ippreparat bil-metodu sol-ġel u d-deposizzjoni elettrokimika għandha kapaċitanza speċifika ta 'sa 160F / g, u għandha kemm kapaċitanza b'saff doppju kif ukoll karatteristiċi ta' psewdokapacitazzjoni. Il-kapaċità speċifika ta 'elettrodu singolu NIO trattat bis-sħana f'250 grad jilħaq 240F / g, li huwa aħjar minn materjali tradizzjonali tal-karbonju attivati, u l-introduzzjoni ta' nanotubi tal-karbonju tnaqqas aktar l-impedenza u twessa 't-tieqa potenzjali tax-xogħol. Il-materjali bbażati fuq in-nikil nanostrutturati sintetizzati bil-metodu idrotermali (bħal mikrosferi tal-idrossidu tan-nikil vojta u vireg tal-ossidu tan-nikil poruż) għandhom kapaċitanza speċifika ta 'aktar minn 1000F / g u stabbiltà taċ-ċiklu eċċellenti, li huma adattati għal sistemi ta' ħażna ta 'enerġija ta' vetturi ta 'enerġija ġodda.
Iii. Batterija taż-Żingu-Nikil: Teknoloġija tal-Elettrodi tan-Nikil ta 'Densità Għolja
Bħala batterija sekondarja ħadra, it-teknoloġija tal-elettrodi tan-nikil tal-batteriji taż-żingu-nikil tkompli titjieb. Studji wrew li l-elettrodi ta '-ni sferiċi ta' densità għolja (OH) għandhom bżonn sintetizzati materjali attivi ta 'trasferiment ta' elettroni biex irażżnu problemi ta 'espansjoni. Barra minn hekk, in-nanoteknoloġija ta 'l-ossidu taż-żingu (bħalma huma l-ossidu taż-żingu tan-nano-żingu u sferiċi) itejbu b'mod sinifikanti l-istabbiltà taċ-ċiklu ta' l-elettrodi taż-żingu, b'kapaċità speċifika ta '630mAh / g, li huwa mistenni li jippromwovi l-industrijalizzazzjoni tal-batteriji taż-żingu-nickel.
Iv. Reazzjoni tal-Evoluzzjoni tal-Idroġenu: Ligi bbażati fuq in-nikil u elettrodi tal-istruttura poruża
Fil-qasam tal-produzzjoni tal-idroġenu bl-elettroliżi tal-ilma, ligi bbażati fuq in-nikil (bħal Ni-S, Ni-SN) u elettrodi tan-nikil porużi huma ppreparati mill-elettrodepożizzjoni, li juru evoluzzjoni baxxa ta 'idroġenu żejjed u attività katalitika għolja. Elettrodi tal-ossidu tal-metall prezzjuż ibbażati fuq in-nikil ibbażati fuq in-nikil itejbu aktar l-erja tal-wiċċ u l-effiċjenza katalitika, u jipprovdu soluzzjoni ġdida għall-iżvilupp ta 'enerġija nadifa.
V. Esplorazzjoni tal-Fruntiera: Komposti bimetalliċi u materjali bbażati fuq in-nikil tal-manjeżju tad-dinja rari
Il-proprjetajiet psewdokapacitive ta 'idrossidi bimetalliċi tan-nikil-cobalt, sulfidi u selenides huma ferm aħjar minn dawk ta' komposti monometalliċi, u l-kapaċità speċifika u l-ħajja taċ-ċiklu huma mtejba ħafna. Ligi rari tal-ħażna tal-idroġenu bbażati fuq in-nikil tad-dinja tal-manjesju (bħal AB₃, tip A₂B₇) saru l-fokus tar-riċerka tal-ġenerazzjoni l-ġdida tal-batterija tan-nikil-hydrogen materjali tal-elettrodi negattivi minħabba l-kapaċità ta 'kwittanza għolja tagħhom u l-prestazzjoni tar-rata.
Konklużjoni
L-iżvilupp diversifikat ta 'materjali ta' elettrodi bbażati fuq in-nikil qed jippromwovi l-innovazzjoni tal-ħażna tal-enerġija u t-teknoloġiji tal-konverżjoni tal-enerġija. Minn stabbiltà għolja -NI (OH) ₂ għal komposti ta 'prestazzjoni għolja NIO / CNT, minn ottimizzazzjoni tal-batterija taż-żingu-nikil għal applikazzjonijiet katalitiċi ta' evoluzzjoni ta 'idroġenu, dawn il-kisbiet stabbilixxew bażi xjentifika għall-effiċjenza għolja u l-aħdar ta' apparat ta 'enerġija ġdid. Fil-futur, il-progress tar-regolamentazzjoni tan-nanostruttura u t-teknoloġija komposta se jkompli joħroġ il-potenzjal ta 'materjali bbażati fuq in-nikil u jgħin biex jinkiseb l-għan "karbonju doppju".
