中國(guó)粉體網(wǎng)訊 新的研究發(fā)現(xiàn),，光可用于顯著提高燃料電池,、鋰離子電池和其他基于帶電原子或離子運(yùn)動(dòng)的設(shè)備的性能。
由Dino Klotz博士操作的實(shí)驗(yàn)裝置表明,，光可以根據(jù)帶電原子或離子的運(yùn)動(dòng)來(lái)提高燃料電池,，鋰電池和其他設(shè)備的性能。（來(lái)源：麻省理工學(xué)院）
在《Nature Materials》上發(fā)表的一篇論文中,，美國(guó)麻省理工學(xué)院和日本九州大學(xué)的研究人員解釋說(shuō)，電荷可以以不同的方式通過(guò)材料,，長(zhǎng)期以來(lái),，光一直被用來(lái)激發(fā)電子,，使它們更具導(dǎo)電性。常見(jiàn)的應(yīng)用包括太陽(yáng)能電池和超市門,，當(dāng)顧客經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)自動(dòng)打開(kāi),。
但根據(jù)該研究的合著者Harry L.Tuller的說(shuō)法，鋰離子電池和燃料電池等設(shè)備依賴于離子本身的運(yùn)動(dòng),，而不僅僅是它們的組成電子,。鋰離子電池中,，移動(dòng)發(fā)生在電池充電和放電期間,；燃料電池中,，氫和氧離子移動(dòng)產(chǎn)生電能。
問(wèn)題所在
基于離子運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用的材料（稱為固體電解質(zhì)）是陶瓷,。陶瓷由微小的晶粒組成，這些晶粒在高溫下被壓實(shí)和燒制,，形成致密的結(jié)構(gòu),。穿過(guò)材料的離子通常在晶粒之間的邊界處受阻,。
“我們發(fā)現(xiàn)，離子電導(dǎo)率--離子移動(dòng)的速率以及由此產(chǎn)生的設(shè)備的效率——通常會(huì)因離子在這些晶界處被阻塞而顯著降低,。”Tuller說(shuō)在一份媒體聲明中,。
解決方案
Tuller和他的工程師團(tuán)隊(duì)探索了如何使用光來(lái)降低離子在晶界處遇到的勢(shì)壘。
“我們正在用光降低勢(shì)壘高度,，這樣做我們能夠?qū)㈦x子的流動(dòng)提高三倍,，”Tuller說(shuō)�,！拔覀兿Ｍ覀兡軌蛲ㄟ^(guò)優(yōu)化系統(tǒng)將其提高到數(shù)量級(jí)�,！�
研究人員特別證明了光通過(guò)由二氧化鈰和釓組成的流行固體電解質(zhì)對(duì)氧離子運(yùn)動(dòng)的影響，但他們的發(fā)現(xiàn)也有望應(yīng)用于傳導(dǎo)不同元素的其他陶瓷系統(tǒng),。
在該小組看來(lái)，這項(xiàng)工作可以有很多應(yīng)用,。例如,，它可以通過(guò)提高充電速率來(lái)提高薄鋰電池電解質(zhì)的性能。光也可以被精細(xì)聚焦,，允許在空間上非常精確的指定位置控制離子流。
該提議的缺點(diǎn)是一些基于離子電導(dǎo)率的設(shè)備,，如固體氧化物燃料電池,，必須在非常高的溫度（約 700 攝氏度）下運(yùn)行，離子才能克服并穿過(guò)晶界屏障,。反過(guò)來(lái),，高溫會(huì)導(dǎo)致材料降解,，而適應(yīng)這種溫度的基礎(chǔ)設(shè)施非常昂貴。
“我們的夢(mèng)想是看看我們是否可以使用不需要熱量的東西來(lái)克服障礙,。或者用另一種工具獲得相同的電導(dǎo)率”研究合著者Thomas Defferriere說(shuō),。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/長(zhǎng)安）
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