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Il N-Tipo polimero per la batteria organica veloce ha scoperto

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I ricercatori all'università di Houston hanno segnalato sviluppare un polimero ditrasporto conduttivo efficiente, una parte lungo-mancante di puzzle che permetterà le applicazioni ultraveloci della batteria

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La scoperta conta “su un disegno del polimero redox coniugato„ con un polimero del naftalene-bithiophene, che è stato usato tradizionalmente per le applicazioni compreso i transistori e le pile solari. Con l'uso degli ioni del litio come dopant, i ricercatori lo hanno trovato la conducibilità elettronica significativa offerta e rimanente stabili e reversible con migliaia di cicli del carico e di scarico dell'energia.

L'innovazione, descritta nel giornale della società chimica americana e descritta come redattori di ACS Choice per accesso aperto, richiama una sfida decade-lunga per elettrone-trasporta i polimeri di conduzione, ha detto Yan Yao, assistente universitario dell'ingegneria di calcolatore ed elettrica all'istituto universitario di UH Cullen dell'ingegneria ed all'autore importante della carta.

I ricercatori lungamente hanno riconosciuto la promessa dei polimeri organici funzionali, ma finora non sono riusciti nello sviluppare un efficiente elettrone-trasportano il polimero di conduzione per accoppiare con i polimeri ditrasporto stabiliti. Il polimero litio-verniciato del naftalene-bithiophene è risultato sia esibire la conducibilità elettronica significativa che essere stabile durante 3.000 cicli di carico e di scarico dell'energia, Yao ha detto.

La scoperta ha potuto condurre ad un'alternativa più poco costosa ai dispositivi inorganico-basati tradizionali di energia, compreso le batterie di litio. Infine, Yao ha detto, potrebbe tradurre in dispositivi meno costosi del consumatore ed automobili elettriche ancor meno costose.

Il gruppo di ricerca del Yao mette a fuoco sui materiali organici verdi e sostenibili per la generazione e l'immagazzinaggio di energia. È inoltre un ricercatore principale per il centro del Texas per la superconduttività a UH.

Yanliang Liang, un socio di ricerca a UH e primo autore sulla carta, ha detto che i ricercatori non stanno provando a fare concorrenza direttamente alle batterie convenzionali dello litio-ione. “Stiamo provando a dimostrare un nuovo senso,„ ha detto.

Liang ha detto che le batterie ed i dispositivi metallo-basati inorganici convenzionali di conservazione dell'energia sono parzialmente costosi perché i materiali utilizzati per farle, compreso cobalto ed i residui silicone-basati, richiedono i dispendi energetici enormi di procedare. I polimeri organici possono essere procedati alle temperature relativamente insufficienti, abbassanti il costo.

Inoltre producono meno CO2, egli disse, che aggiunge al loro vantaggio ambientale. E mentre i materiali convenzionali sono polimeri limitati e organici potrebbe potenzialmente essere sintetizzato dalla biomassa.

“Organico? - polimeri coniugati sta emergendo come un codice categoria di materiali per le applicazioni energetiche, permettendo ad un percorso ad un paesaggio più sostenibile di energia senza i residui metallo-basati costosi ed a volte tossici di bisogno di energy-intensive,„ i ricercatori ha scritto, concludente quello “un polimero di modello, P (NDI2OD-T2), stabile e reversibilmente n-è stato verniciato ad un livello elevato di verniciatura di 2.0, un progresso significativo per elettrone-trasportare? - polimeri coniugati. … Con il disegno molecolare razionale? - i polimeri redox coniugati stabiliranno il nuovo spazio di disegno nella chimica del polimero e vederanno le applicazioni diffuse, particolarmente in quelle energetiche quali le batterie, i supercapacitors e il thermoelectrics.„

Il polimero di base utilizzato nel lavoro è stato scoperto in 2009; Yao ha detto che è stato fornito dai membri del gruppo di ricerca da Polyera Corporation, un'azienda di tecnologia basata sull'Illinois. Anche se il naftalene-bithiophene è stato usato per i transistori ed altre applicazioni dalla relativa scoperta, questo è la prima volta è stato convertito per uso nella conservazione dell'energia.

Quello è stato fatto attraverso l'aggiunta di litio ed ha alzato il polimero che vernicia a livello da un 0.1 precedentemente segnalato - 2.0.

I risultati sono la registrare-regolazione. Il polimero esibisce il più veloce caricare-scarica la prestazione per un materiale organico nelle circostanze pratiche di misura, permettendo che una batteria sia 80 per cento caricati entro 6 secondi e completamente caricati in altri 18 secondi, Liang ha detto.

Le batterie inorganiche convenzionali ancora sono capaci di tenuta della più energia che la batteria organica e Yao ha detto che il lavoro continuerà a migliorare la capacità di stoccaggio del materiale. Il suo gruppo inoltre continuerà ad effettuare la ricerca scientifica di base sul polimero per imparargli più, ha detto.