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填補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)儲(chǔ)能芯片領(lǐng)域的空白 儲(chǔ)能芯片研究新進(jìn)展
2022年06月06日 13:55:47
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：4616
近日，研究團(tuán)隊(duì)通過設(shè)計(jì)構(gòu)筑場(chǎng)效應(yīng)儲(chǔ)能芯片，實(shí)現(xiàn)電化學(xué)工況下材料費(fèi)米面梯度的原位調(diào)控和性能提升。研究發(fā)現(xiàn)，通過在儲(chǔ)能材料中原位構(gòu)筑梯度費(fèi)米面結(jié)構(gòu)，拓寬材料的嵌入能級(jí)。施加場(chǎng)效應(yīng)后，離子遷移速率提高10倍，材料容量提高3倍以上。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】所謂的儲(chǔ)能，就是指將能量?jī)?chǔ)存起來，再在未來以某種特定能量形式釋放出來的一個(gè)過程。按照能量?jī)?chǔ)存形式的不同，廣義的儲(chǔ)能包括電儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能三類。目前最常見，應(yīng)用最廣泛的是電儲(chǔ)能，而電儲(chǔ)能又能細(xì)分為電化學(xué)儲(chǔ)能和機(jī)械儲(chǔ)能。
儲(chǔ)能芯片是支撐車聯(lián)網(wǎng)、智慧農(nóng)業(yè)、醫(yī)療無線監(jiān)測(cè)等技術(shù)發(fā)展的核心器件。然而儲(chǔ)能芯片能量密度低，材料費(fèi)米面結(jié)構(gòu)與電化學(xué)反應(yīng)規(guī)律缺乏研究，難以對(duì)其性能進(jìn)行調(diào)制和優(yōu)化。
武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于納米儲(chǔ)能材料與器件研究，創(chuàng)建了原位表征材料電化學(xué)過程的普適新模型，率先實(shí)現(xiàn)高性能納米線電池及關(guān)鍵材料的規(guī)?；苽浜蛻?yīng)用。
近日，研究團(tuán)隊(duì)通過設(shè)計(jì)構(gòu)筑場(chǎng)效應(yīng)儲(chǔ)能芯片，實(shí)現(xiàn)電化學(xué)工況下材料費(fèi)米面梯度的原位調(diào)控和性能提升。研究發(fā)現(xiàn)，通過在儲(chǔ)能材料中原位構(gòu)筑梯度費(fèi)米面結(jié)構(gòu)，拓寬材料的嵌入能級(jí)。施加場(chǎng)效應(yīng)后，離子遷移速率提高10倍，材料容量提高3倍以上。
該項(xiàng)研究構(gòu)筑了第一個(gè)單根納米線電化學(xué)儲(chǔ)能器件，實(shí)現(xiàn)單納米基元電化學(xué)儲(chǔ)能器件從0到1的突破，進(jìn)而研制出多點(diǎn)接觸型等10套單納米基元微納電化學(xué)器件。這一研究成果解決了費(fèi)米面梯度對(duì)電化學(xué)反應(yīng)影響機(jī)制不明確的科學(xué)難題，實(shí)現(xiàn)了納米線容量與反應(yīng)電勢(shì)的協(xié)同提升，填補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)儲(chǔ)能芯片領(lǐng)域的空白，為儲(chǔ)能芯片在物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定科學(xué)基礎(chǔ)。
(資料來源：科技日?qǐng)?bào))
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