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安東帕SAXS系統(tǒng)助力超級電容器研發(fā)

安東帕 2020-11-13 | 閱讀：863

與電池類似，超級電容器適用于重復(fù)儲存電能。據(jù)外媒報(bào)道，格拉茨技術(shù)大學(xué)（Tu Graz）的研究人員提出一種特別安全的可持續(xù)性超級電容器。

（圖片來源：techxplore）

目前，鋰離子電池技術(shù)的主要缺點(diǎn)在于缺乏安全性、可持續(xù)性和可回收性，以及原材料（例如鈷）供應(yīng)有限。在尋找替代電化學(xué)儲能系統(tǒng)用于電動(dòng)出行和存儲可再生能源的過程中，將電池和電容器組合在一起構(gòu)成的“混合超級電容器”前景頗佳。它的充放電速度與電容器一樣快，并且?guī)缀蹩梢詢Υ媾c傳統(tǒng)電池一樣多的能量。與傳統(tǒng)電池相比，它可以更快、更頻繁地充放電，鋰離子電池的使用壽命只有幾千次，而超級電容器的充電周期約為100萬次。

研究人員借助于小角度X射線散射和拉曼光譜，首次證明，充電時(shí)電池電極的碳納米孔中形成固體碘納米顆粒，這些顆粒在放電時(shí)再次溶解。Christian Prehal表示：“納米孔中固體碘的填充程度決定了電極中可以存儲多少能量。碘碳電極將所有的化學(xué)能儲存在固體碘粒子中，因此其儲能能力可以達(dá)到非常高的水平?！边@項(xiàng)新基礎(chǔ)知識為開發(fā)混合超級電容器或電池電極開辟了道路，使其具有無與倫比的高能量密度和極快的充放電過程。在過去幾年中，研究人員Qamar Abbas已成功對這種混合電容器進(jìn)行研究和進(jìn)一步開發(fā)。

Prehal表示：“在電子顯微鏡和納米分析研究所（FELMI）和格拉茨技術(shù)大學(xué)軟物質(zhì)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，首次在具有NaI電解液的混合超級電容器上進(jìn)行現(xiàn)場原位拉曼光譜和現(xiàn)場原位SAXS。為了研究現(xiàn)場原位SAXS，我們開發(fā)了一種用于電池和電化學(xué)儲能裝置的特殊測量電池。”研究結(jié)果表明，現(xiàn)場原位SAXS非常適合在納米尺度上跟蹤超級電容器或電池的結(jié)構(gòu)變化，并且可以在充放電過程中直接操作。因此，這種新的研究方法在電化學(xué)儲能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖丨SAXSpoint 5.0

安東帕最新研發(fā)的SAXSpoint 5.0采用同步加速器探測器技術(shù)的極限 SAXS/WAXS/GISAXS/RheoSAXS 實(shí)驗(yàn)室光束線，可在緊湊型系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)最高分辨率。受益于安東帕出色的 SAXS 系統(tǒng)，該系統(tǒng)可解析高達(dá) 620 nm 的納米結(jié)構(gòu)。SAXSpoint 5.0 能夠在室溫環(huán)境和非室溫環(huán)境條件下分析幾乎所有材料，具有極大的靈活性。許多其他可選功能使 SAXSpoint 5.0 可以用于未來的微米級 (USAXS) 應(yīng)用。通過功能強(qiáng)大的軟件包，可以自動(dòng)進(jìn)行操作和數(shù)據(jù)分析，輕松實(shí)現(xiàn)材料特性的無損研究?？蔀槌夒娙萜魈峁?qiáng)有力的技術(shù)支持。