一個能源回收的新時代即將展開，即利用室內(nèi)燈的能量回收過程，這些過程通常會因?qū)⑺鼈冝D(zhuǎn)化為電能而被浪費掉。由于采用了新開發(fā)的電極材料，即使在昏暗的光線條件下，充電效率也顯著提高。
由UNIST能源與化學(xué)工程學(xué)院的Hyun-Kon Song教授和Tae-Hyuk Kwon教授共同領(lǐng)導(dǎo)的研究小組最近推出了一種新型電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)的整體能源效率（ηoverall）高達(dá)13.2%室內(nèi)燈。研究小組指出，這是迄今為止在室內(nèi)燈光下報告的光充電電池 (PRB) 的最高整體效率。
Hyun-Kon Song 教授（左上）和 Tae-Hyuk Kwon 教授（右上）和他們在 UNIST 的研究團隊。
研究團隊在之前的工作中，引入了一種稱為染料敏化光充電電池 (DSPB) 的 PRB，在室內(nèi)照明下表現(xiàn)出 11.5% 的高能量轉(zhuǎn)換和存儲效率。
電化學(xué)微晶排序。（左）LiMn2O4 到 M2O4 的高分辨率透射電子顯微鏡 (HR-TEM) 圖像。（右）LiMn2O4 到 Li2Mn2O4（LMO 到 L2MO）的 HR-TEM 圖像。
在這項新研究中，研究人員調(diào)查了 LMO 微晶尺寸對DSPB 性能的影響。通過重復(fù)的 LMO 到 L2MO 的轉(zhuǎn)變，石墨烯包裹的亞微米級 LMO（LMO@Gn）的微晶尺寸從 26 到 34 nm 進行電化學(xué)調(diào)節(jié)。LMO@Gn 顆粒中不同的微晶取向在電刺激下以相同的方向排列。與較小微晶 LMO@Gn (L26) 相比，具有 34 nm 微晶尺寸的 LMO@Gn（L34 和 L34*）改善了昏暗光線下的DSPB 性能。
DSPB。圖例：PE，光電極；DE，放電電極；SE，存儲電極。上圖是光充電期間 PE 和 SE 之間的電子流。
他們的研究結(jié)果表明，通過采用完全結(jié)晶和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的 LMO@Gn (L34*) 用于 DSPB，實現(xiàn)了 13.2% 的整體能源效率 (ηoverall)。研究小組指出，在 LMO 到 L2MO 反應(yīng)期間立方和四方形式之間的相變被懷疑是結(jié)構(gòu)排序的原因。
這項研究的結(jié)果已刊登在ACS 能源快報的補充封面上。這項工作得到了韓國國家研究基金會 (NRF) 和韓國電力公司 (KEPCO) 的支持。
這項研究于 2021 年 3 月在線提供，最終于 2021 年 4 月出版。


來源：賢集網(wǎng)