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帮助开发长效锂离子电池

作者:Stefan Yablonski

纽约州立大学奥斯威戈分校物理学副教授和纳米技术专家, 穆罕默德·伊斯兰拥有一项与他对可充电电池的研究相关的专利. 他对可持续能源技术很感兴趣. 他又收到了一笔15美元的补助金,该项目由锡拉丘兹卓越中心(Syracuse Center of Excellence)提供,旨在提高锂离子电池的续航能力, 因此,电动汽车可以更好地与燃油汽车竞争.

问:你有什么背景? 我出生在孟加拉国,1991年高中毕业后来到美国. I always loved physics; it came easy to me.

问:所以你最后去了纽约州立大学奥斯威戈分校. 我想教书,我想做物理研究,我想留在纽约. 对我来说,纽约州立大学奥斯威戈分校是一个很容易的选择,既可以教书,又可以做我感兴趣的研究.

问:为什么要进行这种类型的研究? 我是环境管理的坚定信仰者. 我们有责任为我们的后代保持良好的气候和环境.

问:这就是您关注可持续能源的原因? 我一直对可持续能源技术很感兴趣. 可持续能源装置——利用太阳能、风能——依赖于自然,但自然是间歇性的. 我们需要的是一种在活动高峰时利用能量的方法. 这是通过电池完成的. 我研究的是可充电电池. I’ve worked with lithium ion batteries previously; published papers on that work in journals and gotten good reviews. 然而,锂是一种稀土材料. 另一方面,钠在地球和海洋中几乎是取之不尽的. 与锂相比,钠更容易获得,也更便宜. 钠是元素周期表中与锂非常接近的元素.

问:跟我们说说你的研究吧. 我目前的研究是改善钠离子电池的性能. 它旨在通过开发基于硅纳米颗粒-再生活性炭复合材料的高性能锂离子电池阳极,打破当前可充电电池技术的发展轨迹.

问:你最近又获得了一笔锂离子电池的研究经费. 是的, 我们将研究硅与锂的高容量合金化反应和活性炭的可逆锂化反应对-à-vis长周期和日历寿命高性能锂离子电池负极的协同作用. 该研究的最终目标是开发高性能的纳米硅(Si NPs) -再生活性炭(AC)复合材料作为先进锂离子电池的阳极材料. 基于纳米结构电极的可充电lib在过去几年中取得了巨大的进展,利用了短的扩散时间, 高表面体积比和纳米系统固有的可扩展性.

问:有不利的一面吗? 尽管有明显的优势, 然而, lib在大规模能源系统中的应用受到几个因素的阻碍,包括与需要仔细纯化的材料相关的高成本, 电极降解, 相对较慢的充电速度和安全问题. 该项目旨在通过开发基于硅纳米材料阳极的成本效益和高性能锂电池技术,改变可充电电池的模式. 利用地球上硅储量丰富的事实, 对环境无害,且硅纳米粒子的制造成本较低, 该项目将有助于解决几乎所有能源部门对低成本和可持续能源的需求. 除了, 该项目将通过在纽约州立大学奥斯威戈分校的STEM课程中引入电化学储能研究,为美国可充电电池技术的劳动力发展做出积极贡献.

问:你认为电动汽车在奥斯威戈的恶劣天气下是否可靠? 对锂离子电池性能的研究是一个持续的过程. 的性能, 锂离子电池的安全性和环境兼容性不断提高. 几十度或温度的波动不应降低电动汽车的性能. 此外,控制电动汽车的电池温度应该是一个简单的工程问题. 所以,电动汽车在奥斯威戈的恶劣天气下是可靠的.