Авторы исследования, из индийского Технологического института в Хайдарабаде, Индия, говорят, что их открытие открывает возможности использовать углерод в более мощных батареях, снижая затраты на портативную власть.Мощность литий-ионных аккумуляторов много устройств, со смартфонов и цифровых фотоаппаратов полностью до автомобилей и даже самолета. Батареи работают при наличии двух электрически заряженных материалов, приостановленных в жидкости, чтобы произвести ток. Углерод используется в качестве одного из тех материалов в батареях меньшего размера, но для более крупных, более мощных батарей – таких как используемые в электромобилях – углерод не подходит из-за своей структуры, которая не может произвести необходимую плотность тока.
В новом исследовании доктор Чандра Шарма и доктор Маноар Какунури нашли, что из-за формы и конфигурации крошечных углеродных наночастиц, углерод в саже свечи подходит для использования в более крупных батареях. Кроме того, потому что сажа могла быть произведена быстро и легко, это – масштабируемый подход к созданию батарей.«Если Вы помещаете водную капельку на сажу свечи, она катится прочь – это – наблюдение, которым это было сделано в последние несколько лет. Материальная сажа свечи сделана из, углерод, также имеет электрический потенциал.
Итак, почему бы не использовать его в качестве электрода?» спросил доктор Шарма, автор исследования из индийского Технологического института. «Мы изучили его и видели, что это также показывает некоторые исключительные электрохимические свойства, таким образом, мы решили проверить его далее».Когда свеча горит, она испускает облака черной сажи, сделанной из углерода.
Исследователи посмотрели на сажу, собранную с наконечника пламени свечи и с середины пламени, и сравнили размер, форму и структуру углерода. Результаты показали, что горящий процесс формирует наночастицы углерода, которые составляют 30-40 миллимикронов через и объединены в связанной сети.
Они также нашли, что сажа пришла в себя после наконечника пламени свечи, которое горит в 1400? C, имеет меньше примесей как воск, заставляя его выступить лучше как электрический проводник.
Исследователи тогда проанализировали эффективность сажи как материал проведения, чтобы использовать в батарее. Эффективность батарей и материалов, используемых в батареях, может быть проверена через технику, названную циклическим выбросом обвинения (CCD). Уровень обвинения/выброса отражает, насколько сильный батарея; чем выше уровень, тем более сильный батарея; результаты показали, что углерод сажи свечи выступил лучше всего по более высоким показателям.
Форма и размер углеродных наночастиц и способ, которым они объединены, сажа свечи средств, являются подходящим материалом, чтобы использовать в батареях электромобиля. Мало того, что технология эффективна и рентабельна, это также масштабируемо. Доктор Шарма оценивает, что для одного гибридного автомобиля были бы нужны десять килограммов углеродной сажи, которая будет депонирована через приблизительно час, используя свечи.«Обычно мы пропускаем более простые вещи; сажа свечи не новая, но мы только теперь смотрим на нее как на потенциальный источник углерода», сказал доктор Шарма. «Мы очень взволнованы по поводу результатов.
Этот новый подход очень легок, и включенные затраты минимальны – он сделал бы производство батареи более дешевым».Исследователи теперь планируют разработать батарею сажи свечи, чтобы проверить технологию далее.
Они также планируют проверить гибридные материалы, которые содержат сажу свечи, чтобы видеть, могут ли они сделать ее еще лучшим материалом для батарей.