Taighde agus cur i bhfeidhm ábhar neamhchoitianta i gcadhnraí
Tá buntáistí ag cadhnraí mar éifeachtúlacht ard -chomhshó agus astaíochtaí ísealcharbóin, rud a fhágann gur foinse idéalach fuinnimh glas iad. Faoi láthair, tá taighde agus cur i bhfeidhm ábhar catalaíoch neamhchoitianta i gcadhnraí go príomha: cadhnraí litiam-ian, cealla breosla soladacha ocsaíde, cealla breosla membrane prótóin, cadhnraí aeir miotail, agus cealla gréine.
Tá na buntáistí a bhaineann le dlús ardfhuinnimh, dlús mór cumhachta, saolré fada, agus gan aon truailliú ag cadhnraí litiam-ian. Maidir le hábhair anóid, is é forbairt ábhar catóide, atá taobh thiar de, an príomhfhachtóir lena gcinntear feidhmíocht na gcadhnraí litiam-ian. Bunaithe ar thréithe na n-eilimintí neamhchoitianta cré, amhail cumas ardmhuirir agus cumas polaraithe láidir, a chuimsíonn eilimintí neamhchoitianta cré i gcadhnraí litiam-ian, beidh sé ina threo taighde tábhachtach chun cadhnraí litiam-ian a mhodhnú. Lee et al. Dópáil LIMN2O4 le heilimintí neamhchoitianta cré agus fuarthas amach gur mhéadaigh dópáil le heilimintí ar nós Y, ND, GD, agus CE tairiseach laitíse Limn2O4 agus gur fheabhsaigh sé cobhsaíocht an chreata Limn2O4, rud a chuir an ráta imirce d'iain litiam chun cinn. Liu et al. Fuarthas amach gur léirigh LA agus al-doped LICOO2 cumas agus cobhsaíocht an-ard, le feabhas suntasach ar fheidhmíocht ráta an ábhair.
Is éard atá i gcealla breosla soladacha ocsaíd (SOFCanna) ná feistí a thiontaíonn fuinneamh ceimiceach ina fhuinneamh leictreach trí imoibrithe athdhéanta ag baint úsáide as ocsaigin nó ocsaídeoirí eile. I gcomparáid le cineálacha eile cealla breosla, tá éifeachtúlacht giniúna ardchumhachta, dlús mór fuinnimh, modúlachta ard, agus dearadh agus suiteáil solúbtha ag SOFCanna. Tá comhpháirteanna cosúil le leictrilítí, catóid, anóidí, agus plátaí bipolar (ábhair nasctha) sna SOFCanna. Cinntíonn airíonna uathúla fisiciceimiceacha na n -eilimintí neamhchoitianta cré a ról suntasach i gcomhpháirteanna éagsúla de chealla breosla. Tá seoltacht saibhir ianach agus leictreonach ag ocsaídí ilchodacha cré neamhchoitianta, agus bunaithe ar seo, is minic a úsáidtear iad mar chatalaígh i gcealla breosla soladacha ocsaíde. Ós rud é go bhfuil gathanna ianacha den chineál céanna ag GD, SM, agus CE, mar thoradh ar GD dópála nó SM isteach i bPríomhfheidhmeannach POF2 tá ábhair le seoltacht ard agus tiúchan méadaithe poll anóid, rud a fheabhsaíonn a lamháltas sulfair go suntasach ag an anóid.
Baineann cealla breosla membrane prótóin (PEMFCanna) úsáid as hidrigin nó athfhoirmiú gás mar bhreosla agus ocsaigin nó aer mar an ocsaídeach, agus uisce an táirge imoibriúcháin. Chun an ráta imoibriúcháin leictriceimiceach a fheabhsú, ní mór méid áirithe catalaíoch a luchtú ar an leictreoid idirleathadh gáis, le PT, a bhfuil gníomhaíocht ard chatalaíoch aige, agus é á roghnú de ghnáth mar an leictreacóid. Mar sin féin, cuireann praghas costasach PT agus a chlaonadh chun nimhiú teorainn lena chur i bhfeidhm ar scála mór. Faoi láthair, tugann taighde atá ag dul i méid le tuiscint go laghdaítear na costais táirgthe ach go bhfeabhsaíonn sé go mór freisin go laghdaíonn eilimintí neamhchoitianta ar chostas íseal mar dhopáin thánaisteacha nó treasacha i gcatalaígh ach go bhfeabhsaíonn sé go mór gníomhaíocht agus feidhmíocht fhrith-nimhiú an chatalaíoch.
Tá na buntáistí a bhaineann le dlús ardfhuinnimh agus éifeachtúlacht ardfhuinnimh ag cadhnraí miotail-aeir, ach teastaíonn cúnamh catalaíoch fós chun éifeachtúlacht tiontaithe fuinnimh a fheabhsú. Sa réimse seo, tá aird tugtha ar ábhair neamhchoitianta ar nós dé -ocsaíd cherium (POF2) mar gheall ar a gcumas stórála agus scaoilte ocsaigine den scoth, rud a cheadaíonn rialáil ábhar ocsaigine sa timpeallacht imoibriúcháin. Tá staidéir fhairsinge déanta ag taighdeoirí na Síne ar seo. Is ábhar te iad ocsaídí perovskite (ABO3) faoi láthair le haghaidh ábhar leictreoid. Cé go bhfuil a seoltacht bocht agus go bhfuil a limistéar dromchla teoranta, tá spéis mhór taighde ag baint lena bhfeidhmíocht chatalaíoch den scoth agus a gcomhdhéanamh eiliminteach in -inúsáidte. D'ullmhaigh grúpa taighde Yan Laco 0. Chuir siad ceallraí Zn-Aer solúbtha soladstaide le chéile a léirigh go raibh muirearú, cobhsaíocht rothaíochta agus marthanacht den scoth, ag soláthar poitéinseal mór d'fheidhmeanna praiticiúla (Figiúr 1).
Figiúr 1 Taighde ar Fheidhmiú Ocsaídí Perovskite Domhan Tearc i gCaideanna since-Aer
I measc na n-ábhair neamhchoitianta lóinín cré tá ábhair luminescent suas agus comhshóite, le speictrim astaíochta go príomha sa raon 400-700 nm, raon tonnfhaid is féidir a úsáid go héifeachtach trí fhuinneamh na gréine. Is féidir le forbairt a dhéanamh ar ábhair luminescent neamhchoitianta atá bunaithe ar an Domhan le feidhmeanna UP/Dúin le héifeachtúlacht tiontaithe fótavoltach na gceall gréine a fheabhsú go mór. Tá go leor taighdeoirí tar éis ranníocaíochtaí den scoth a dhéanamh chun ionsú solais agus fótachóip a fheabhsú i gcealla gréine-íograithe lí. Chun feabhas a chur ar ghabháil solais, Hafez et al. Sintéisithe TiO2: EU 3+/TiO2 Nanoparticle Leictreoidí Bilayer do Chealla Gréine Íocaíochta Dye. Sé et al. ábhair luminescent a chomhshó a úsáid chun éifeachtúlacht na gceall gréine perovskite hailíde orgánach a fheabhsú den chéad uair. Ramasamy et al. Ionchorpraithe -nagdf4: nanacháithníní comhshóite YB3ER3FE le nanacháithníní AG chun meicníocht machnaimh a dhéanamh do chealla gréine-íograithe lí, rud a fheabhsaíonn a n-éifeachtúlacht go mór.
Is féidir na miotail talún neamhchoitianta ard-íonachta ar nós Scandium, Yttrium, Samarium, Europium a tháirgeann HNRE a chur i bhfeidhm go forleathan i dtaighde agus i dtáirgeadh ábhar ceallraí. Soláthraímid freisin cineálacha eile d'ábhair neamhchoitianta cré, mar shampla ocsaídí cré 6n íon, clóirídí, agus spriocanna sputtering neamhchoitianta agus ábhair ghalaithe do phróisis PVD.