Экраны для батарей металлические: Экран на батарею отопления металлический

Использование вычислительных экранов для идентификации двухмерных материалов для анодов аккумуляторов

Авторы WIREs | 20 марта 2020 г.

Вычислительные экраны позволяют исследователям эффективно определять, как различные комбинации элементов могут изменять свойства материалов, чтобы быстро идентифицировать двухмерные материалы для анодов батарей следующего поколения.

Двумерные (2D) материалы представляют собой кристаллы толщиной в атом которые стали популярными в материаловедении в результате их интригующего физические и химические свойства, которые (иногда сильно) отличаются от их трехмерных аналоги. Они показывают большие перспективы в разработке новых оптоэлектронных и электронных устройств, таких как поляризационно-чувствительные фотодетекторы, диоды, индуцированные ориентацией кристалла, и встроенные цифровые инверторы, а также возможность облегчить переход к чистые, возобновляемые источники энергии.

Батареи с ионами металлов, например, широко используются для этой и других целей, но чтобы удовлетворить растущие потребности нашего общества в энергии, необходимо приложить значительные усилия.

необходимо искать материалы с оптимальными свойствами, такими как высокая емкость, возможность быстрой зарядки, высокая стабильность и простота изготовления.

2D материалы для иона металла батареи, такие как графен, используемые для повышения производительности литий-ионных батареи, предлагают явные преимущества с точки зрения более высокой площадь активной поверхности для увеличения плотности энергии, коротких расстояний диффузии ионов и превосходных электрических характеристик. проводимость для повышения пропускной способности, а также механическая гибкость и расширенный межслойное расстояние для повышения производительности цикла.

Однако, несмотря на быстрое развитие в этой области, разнообразие и количество доступных 2D-материалы для коммерческих технологий все еще довольно ограничены, особенно те, которые подходят для аккумуляторных электродов, потому что исследования до сих пор сосредоточены только на элементарных или бинарных материалах.

Теоретические расчеты играют важную роль в отборе подходящих материалов для электродов, рационализации экспериментальных наблюдений и разработке эффективных стратегий для улучшения характеристик батареи. Структурные предсказания первых принципов использовались для предсказания свойств неизвестных атомных структур и ускорили и облегчили поиск новых материалов для желаемых приложений без необходимости синтезировать каждый из них. Их можно использовать либо для определения полной энергии и свойств данной структуры, либо структурные поиски могут генерировать различные теоретические структуры для данного химического состава.

Таким образом, химический состав имеет важное влияние на свойства материала, и это необходимо учитывать при проектировании и скрининг. Вычислительные экраны позволяют исследователям эффективно определять, как различные комбинации элементов могут изменить свойства материала и помочь ответы на вопросы, ответы на которые иначе отняли бы много времени или были бы невозможны ответ, например, каково оптимальное сочетание элементов?

Это также позволяет исследовать 2D-тройные или четвертичные соединения (материалы, содержащие три или более элементов), что не только обогащает разнообразие 2D-материалов, но также может привести к некоторым неожиданным и интересным свойствам. Физическое экранирование бесконечного числа комбинаций элементов для получения идеального анода, конечно же, нецелесообразно. Вместо этого исследователи могут использовать вычислительные модели, чтобы сократить время и затраты.

Текущие теоретические дескрипторы могут для определения/исследования места адсорбции, диффузионного барьера и емкости 2D материалы. Однако одна из проблем заключается в том, как мы можем гарантировать, что теоретическое предсказания подходят для практического применения в металл-ионных батареях. Хотя многие двумерные материалы были предложены теоретическими расчетами, лишь некоторые можно найти практическое применение. Это становится проблематичным, поскольку большинство используемые в настоящее время расчеты выполняются в вакууме и не учитывают влияние внешней среды, такой как электролит батареи или электрические поле, по свойствам материала. Таким образом, разработка более эффективных, подробные дескрипторы становятся важными, если область должна двигаться вперед.

С развитием продвинутой теории и появлением новых алгоритмов, а также доступностью новых типов вычислительных ресурсов компьютерный дизайн материалов имеет большой потенциал в изучении новых функциональных материалов.

Автор: Guochun Yang

Источник: J. Lin, et al. «Вычислительные прогнозы двумерных анодных материалов металлоионных аккумуляторов», WIREs Computational Molecular Science (2020). DOI: 10.1002/wcms.1473

Связанные посты:

AMBRI-Выпуск мощности возобновляемой энергии в масштабах сетки

Продолжительность энергии. Коммерциализация аккумуляторов Ambri в Индии

14 сентября 2022 г.

• Пресс-релиз

Компания Ambri развертывает аккумуляторную систему Liquid Metal™ для Microsoft, продолжая продвижение к коммерциализации

25 августа, 2022

• Пресс-релиз

Ambri, выбранные Xcel Energy, в рамках их обязательства по доставке 100% без углерода к 2050 году

июль 21, 2022

• . Компания Ambri Batteries получила сертификат на свои аккумуляторные элементы Liquid Metal™

  23 июня 2022 г.

  • Пресс-релиз

  Компания Earth & Wire выбрала Ambri для проекта долговременного хранения энергии мощностью 300 МВт и 1200 МВтч в Южной Африке

  2 июня 2022 г.

  • Пресс-релиз

  Ambri расширяет производственные мощности за счет нового предприятия в Массачусетсе

  Решение крупнейших мировых

  
  энергетических проблем как работают электрические сети за счет увеличения вклада возобновляемых ресурсов и снижения необходимости строительства традиционных электростанций. Экологичные аккумуляторы американского производства Ambri созданы для ежедневной езды на велосипеде даже в экстремальных и суровых условиях.

  В отличие от конкурирующих технологий, жидкометаллические батареи имеют минимальную деградацию и могут служить более 20 лет. Они не только чрезвычайно надежны, но и безопасны, так как не производят и не выделяют никаких газов и не имеют возможности теплового разгона.

  Почему стоит выбрать Амбри?

  Компания Ambri масштабирует передовую технологию долговременного хранения энергии, которая снизит стоимость перехода на возобновляемые источники энергии в периоды повышенного спроса.

  Жидкометаллические аккумуляторы Ambri обеспечивают:

  • Меньшие капитальные и эксплуатационные затраты, чем у литий-ионных аккумуляторов, при этом не возникает пожароопасности
  • Предоставить емкость для хранения энергии от 4 до 24 часов, чтобы перевести ежедневное производство с возобновляемых источников энергии
  • Используйте легкодоступные материалы, которые легко отделяются в конце срока службы системы и полностью пригодны для повторного использования

  Energy Shifting

  Максимизируйте свои инвестиции в возобновляемую энергию, сохраняя избыточную энергию, когда она не нужна, и выбрасывая ее, когда спрос высок.

  Повышение мощности

  Увеличение проникновения возобновляемых источников энергии при одновременном снижении проблем с перебоями, чтобы обеспечить стабилизацию сети.

  Интеграция с возобновляемыми источниками энергии

  Устранение зависимости от генерации с выбросами углерода, замена устаревших электростанций и отсрочка дорогостоящих модернизаций T&D.

  Вспомогательные услуги

  Аккумуляторные системы Ambri идеально подходят для предоставления вспомогательных услуг, поскольку наши батареи лучше всего работают при ежедневном циклировании.

  Амбри Преимущество

  Аккумуляторная технология Liquid Metal™ компании Ambri коренным образом меняет способ работы электросетей за счет увеличения доли возобновляемых ресурсов и снижения необходимости строительства традиционных электростанций.

  • Более низкая стоимость
  • Срок службы 20 лет
  • Модульная конструкция
  • Безопасный и надежный
  • Перерабатываемый

  Более низкая стоимость .

  Производство элементов Ambri намного проще и требует меньше капитала на МВтч производства, чем литий-ионные. Кроме того, системы на основе Ambri не требуют обширного оборудования для охлаждения, пожаротушения или предотвращения взрыва, как это требуется для литий-ионных систем. По этим причинам аккумуляторные системы с длительным сроком службы на основе Ambri составляют небольшую часть стоимости литий-ионных аккумуляторов по сравнению с системами с длительным сроком службы 20 лет.

  Срок службы 20 лет

  Ожидайте десятки тысяч циклов и десятилетия работы без деградации, характерной для других химических элементов батареи.

  Безопасный и надежный

  Аккумуляторные элементы Ambri очень устойчивы к перезарядке или чрезмерной разрядке, не подвержены тепловому разгону, разложению электролита или газовыделению электролита, каждый из которых может привести к серьезным нарушениям безопасности. с другими клеточными химическими веществами.

  Пригодны для повторного использования

  Аккумуляторы Ambri производятся с соблюдением требований безопасности, и их материалы могут быть использованы повторно. Системы Ambri изготавливаются из общедоступных и малотоксичных материалов, которые легко перерабатываются.

  Ambri в действии

  В рамках обязательства Microsoft по сокращению выбросов углерода корпорация Microsoft выбрала компанию Ambri для развертывания своей системы накопления энергии Liquid Metal ^TM , чтобы уменьшить зависимость Microsoft от дизельного топлива, обеспечить постоянную возобновляемую энергию из любого источника и обеспечить доступ к рынкам вспомогательных услуг.

  «В Microsoft мы стремимся к достижению 100% возобновляемой энергии и замене резервных дизельных генераторов к 2030 году, обеспечивая при этом надежное обслуживание наших клиентов. Технологические решения, разработанные Ambri и Schneider Electric, обеспечивают путь к достижению этих целей», — сказал Апшур Куинби, менеджер по инновациям в области энергетики в группе перспективных разработок Microsoft Datacenter.

  «Расширение возможностей хранения энергии, в том числе внедрение аккумуляторных батарей с длительным сроком службы для центров обработки данных, является критически важным для нашей миссии.

  No related posts.