Bakır atomları ve kümeleri, laboratuvar pilinde çevrim ömrünü uzattı
Tek bakır atomları ile küçük bakır kümelerini birleştiren deneysel lityum-karbondioksit pili, kapasitesi sınırlandırılmış deneyde 260 şarj-boşalma çevrimini aştı. Hakemli laboratuvar çalışmasında, tepkime bölgelerine erişimi kolaylaştırmak için iletken karbon ağı katı elektrolitlerle bütünleştirildi. Kapasite ölçümleri elektrot malzemesine dayanıyor. Sonuçlar, bütün pilin enerji yoğunluğunu veya sanayi ölçeğinde üretime uygunluğunu doğrulamıyor; deney düzeneğinin uzun süreli saha güvenliği de sınanmadı.
Bilim··Gece
Bakır ile iyonlar aynı yüzeyde buluşuyor
Tek bakır atomları ile küçük bakır kümelerini aynı katotta buluşturan lityum-karbondioksit pili, 260 şarj-boşalma çevriminden fazla çalıştı. Katot, karbondioksitin tepkimeye girdiği elektrot. Bu tek hakemli çalışmada araştırmacılar, paslanmaz çelik ağ üzerinde azot katkılı karbon nanotüplerden kendi kendini taşıyan bir yapı kurdu. İyon ileten kaplama, lityum iyonlarının, elektronların ve gazın tepkime bölgelerine ulaşmasına yardımcı oldu. Katı elektrolit düzeni, lityum anodu karbondioksitin aşındırıcı etkisinden korumayı da amaçladı.[1]
Çevrim deneyinde kapasite sınırlandırıldı
Uzun deney yaklaşık 28 santigrat derecede, gram başına 1000 miliampersaat kapasite sınırı ve gram başına 500 miliamper akımla yürütüldü. Çalışma süresi 1000 saati aştı. Kapasite sınırının elektrot alanına göre karşılığı santimetrekare başına 50 mikroampersaatti. Bakır içermeyen veya farklı bakır yapıları taşıyan hücrelerde daha kısa ömür ya da daha yüksek kutuplanma görüldü. Küçük deney hücresindeki bu koşullar, bütün pilin enerji yoğunluğu veya sanayi ölçeğinde çalışma için doğrulama sağlamıyor.[1]
Karbonat tamamen parçalanmıyor
Gaz ölçümleri, boşalma sırasında karbondioksitin tüketildiğini, şarj sırasında yeniden açığa çıktığını gösterdi. Yüzey ölçümlerinde, ara yüzeyi tıkayabilen yalıtkan boşalma ürünü lityum karbonatın büyük ölçüde parçalandığı, ancak bir kısmının kaldığı görüldü. Mikroskopi ve X-ışını soğurma ölçümleri, bakır atomlarıyla kümelerin birlikte bulunduğunu destekledi. Hesaplamalar, bakırın iki biçiminin elektronik etkileşimini katalitik davranışın olası açıklaması olarak öne çıkarıyor. Gerçek katalizörün karmaşık yapısı, kullanılan basit atom düzenlerinde ancak kısmen temsil ediliyor.[1]
