İçeriğe atla

Silikon hava pili

Silikon hava pili Technion - İsrail Teknoloji Enstitüsü'ndeki Grand Technion Enerji Programında Prof. Ein-Eli tarafından yönetilen bir ekip tarafından icat edilen yeni bir pil teknolojisidir.[1]

Silikon hava pil teknolojisi, oksijen ve silisyum elektrotları temel alır. Bu tür piller, son derece kuru şartlar ve yüksek nem oranı için yüksek bir toleransa sahip hafif olabilirler. Diğer anotlu hava pilleri gibi, özellikle metal-hava elektrokimyasal hücreleri gibi, silikon hava pilleri katotları için atmosferik oksijene güvenmektedir; Buna göre yapılarında katot içermezler ve bu ekonomilere maliyet ve ağırlık verir.[2] Oda sıcaklığında iyonik sıvı elektrolit kullanan deney hücreleri, santimetreküp silikon başına 0,3 milimetre akım yoğunluğunda 1 ila 1.2 volt üretti.

Tarihi

Herkese açık olan tek araştırma raporu, yaratıcısı Yair-Ein-Eli tarafından yapıldı. Eli, David Starosvetsky, Technion lisansüstü öğrencisi Gil Cohen, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nden Digby Macdonald ve Kyoto Üniversitesi'nden Rika Hagiwara ile birlikte Technion'da İsrail Enstitüsü'nü araştırmaya başladı.[3] Eli'nin yakıt hücresi olarak silikon kullanması sebebi, yüksek özgül enerjisi, bir kaynak (evrende en çok sekizinci, en çok yeryüzündeki kabuk) olması, yüksek nemin bulunduğu yerlerin hoşgörüsü ve toksik olmayan özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Deneylerinde farklı sıvı oksijen solüsyonları kullanarak farklı potansiyel enerji ve voltajları test ettiler. Pil üzerindeki deney sonuçları ve teorileri, Electrochemistry Communications dergisinde 2009'da çevrimiçi yayınlandı.[4] Bu, DARPA ve şu anda bu pilin askeri kullanımı üzerinde çalışmakta olan Pentagon gibi kuruluşların dikkatini çekti. Pil, bu kuruluşlar tarafından hâlâ araştırılmakta ve ticari kullanım için bulunmamaktadır.

Yapı

Akünün enerji kaynağı, eşyada oda sıcaklığında iyonik sıvı (RTIL) olarak sınıflandırılan 1-etil-3-metilimidazolyum oligofluorohidrojenat (EMI · 2.3HF · F) olarak bilinen, bir iyonik sıvı kullanılarak ve yüksek miktarlarda silikon içeren gofretlerdir . Gofretler bir anot (yakıt kaynağı) gibi davranır ve RTIL, elektrot olarak işlev yaparak gofretleri kullanılabilir enerjiye dönüştürür. Rölanti devresinde RTIL, yavaş hızla gofretleri çözer çünkü reaksiyonu hızlandıran yarı iletken yoktur.[5] Kullanıldığında, RTIL daha sonra, herhangi bir elektronikte kullanım için enerji üretecek olan silikon levhaları eritmek için daha hızlı tepki verecektir. Pil, çoğu pili anodun şarjını dengelemek için kullandığı yerleşik katottan yoksundur. Bunun yerine, pilin zarı, atmosferdeki oksijenin içinden akmasına izin verir ve katot gibi davranır.

Evanescence için Hazırlanan Stresli Direk-İşlenmiş CMOS Teknolojisi (SPECTER) DARPA ve SRI tarafından araştırılıyor. Eklenmiş bir özellik içeren bir silikon hava pilleri temel alır: Yakalanan cihazlardan veya bu cihazlardan edinebileceği bilgiden düşmanın yeteneğinden yoksun bırakıldığı ekipmanlarda bir SPECTER bataryası, güç verdiği cihazla birlikte kendini imha ederek bir öldürme sinyaline tepki verebilir. Bu, özellikle askeri uygulamalarda potansiyel bir ilgi alanıdır.

Pildeki depolama kapasitesi, alüminyum pili ile karşılaştırılabilir. Silikon hava pilinin spesifik enerjisinin 8470 Wh / kg olduğu ve enerji yoğunluğunun yaklaşık 2109.0 Wh / l olduğu tahmin edilmektedir. Akü voltajı 1-1,2 V-dur.

Kaynakça

  1. ^ "Arşivlenmiş kopya". 10 Haziran 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Mayıs 2017. 
  2. ^ "Arşivlenmiş kopya". 14 Nisan 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Mayıs 2017. 
  3. ^ "Arşivlenmiş kopya". 15 Kasım 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Mayıs 2017. 
  4. ^ "Arşivlenmiş kopya". 29 Ocak 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Mayıs 2017. 
  5. ^ "Arşivlenmiş kopya". 3 Temmuz 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Mayıs 2017. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Lityum iyon pil</span> şarj edilebilir pil türü

Bir lityum-iyon veya Li-iyon pil, enerji depolamak için lityum iyonlarının tersine çevrilebilir indirgemesini kullanan şarj edilebilir pil türüdür. Geleneksel lityum iyon pilinin anodu genelde karbon'dan yapılan grafit'tir. Katot genellikle metal oksit'tir. Elektrolit genelde bir organik çözücü içindeki lityum tuz'udur.

Akümülatör, Akü, Akımtoplar, Batarya ya da Biriktireç, elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depo eden, istenildiğinde bunu elektrik enerjisi olarak veren cihaz, araçlarda bulunan elektrik enerjisi kaynağı.

<span class="mw-page-title-main">İyon</span> toplam elektron sayısının toplam proton sayısına eşit olmadığı, atoma net pozitif veya negatif elektrik yükü veren atom veya molekül

İyon ya da yerdeş, bir veya daha çok elektron kazanmış ya da yitirmiş bir atomdan oluşmuş elektrik yüklü parçacıktır. Atomlar kararsız yapılarından kurtulmak ve kararlı hale gelebilmek için elektron alırlar ya da kaybederler. Bunun için de başka bir atomla ya da kökle bağ kurarlar.

Elektrokimya, kimya biliminin bir alt dalı olup elektronik bir iletken ile iyonik bir iletken (elektrolit) arayüzeyinde gerçekleşen reaksiyonları inceler. Elektrokimyada amaç kimyasal enerji ve elektrik enerjisi arasındaki değişimi incelemektir.

<span class="mw-page-title-main">Yakıt hücresi</span>

Alışıla gelmiş elektrik üretim sistemleri yakıtın içindeki enerjiyi elektriğe dönüştürmek için ilk olarak yanma reaksiyonunu kullanır. Yanma reaksiyonunun verimli bir şekilde gerçekleşmesi için yakıtın ve oksitleyicinin (oksijen) tam olarak karışması gerekir. Bundan sonra elektrik enerjisi üretilene kadar bir dizi ara işlem gereklidir. Her ara işlem enerji kaybına yol açar dolayısıyla verimi düşürür.

Alüminyum-hava pilleri, havadaki oksijenin alüminyum ile reaksiyonundan elektrik üretir. Tüm piller arasında en yüksek enerji yoğunluklarından birine sahiptirler, ancak yüksek anot maliyeti ve geleneksel elektrolitler kullanılırken çıkan yan ürün sorunları nedeniyle yaygın olarak kullanılmazlar. Bu durum, kullanımlarını esas olarak askeri uygulamalarla sınırlamıştır. Bununla birlikte, alüminyum pillere sahip bir elektrikli araç, bir lityum iyon pilin menzilinin sekiz katına kadar potansiyele sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik arkı</span>

Elektrik arkı, gazların kıvılcım anında ortaya çıkması ile oluşan elektrik olayı. Akım iletken olmayan hava tarafından iletildiği anda elektriksel ark oluşur. Ark boşalması voltajı az olan taraftan gözlenebilir. Elektriksel ark kavramının gözlenebilmesi için elektrotlar tarafından desteklenmelidir. Ayrıca, elektriksel ark kavramı elektrotlardaki elektronların termiyonik emisyonlarına bağlıdır. Voltaik ark terimi ise voltaik ark lambalarında kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Süper kapasitör</span> Elektronik

Bir süper kapasitör (SC), bazen ultracapacitor, olarak bilinir ve yüksek kapasiteli bir elektrokimyakapasitorü ile kapasitans değerleri 10.000’de = 1.2 volt köprü boşluğu arasında elektrolitik kapasitörler ve piller ile şarj edilebilir. Onlar genellikle birim hacim başına 10 ila 100 kat daha fazla enerji veya elektrolitik kapasitörler daha kütle mağaza, kabul ve şarj çok daha hızlı pil vermekle kalmaz ve çok daha fazla şarj ve şarj edilebilir pillere göre daha fazla yükleme ve boşaltma yapabilir. Ancak belirli şartlar altında geleneksel pillere göre 10 kat daha büyüktür.

<span class="mw-page-title-main">Lityum polimer pil</span> Polimer elektrolit kullanılan Lityum-iyon pil

Lityum polimer pil veya daha doğrusu lityum-iyon polimer pil, sıvı elektrolit yerine jel polimer elektrolit kullanan, lityum-iyon teknolojisine sahip şarj edilebilir bir pildir. Bu piller, diğer lityum pil türlerinden daha yüksek özgül enerji sağlar ve mobil cihazlar, radyo kontrollü uçaklar ve bazı elektrikli araçlar gibi ağırlığın kritik bir özellik olduğu uygulamalarda kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Düğme pil</span>

Düğme pil veya saat pili, küçük çaplı tek hücreli bir pil olup çapı 5mm ila 25mm, giysinin üzerinde bir düğme gibi 1mm ila 6mm yüksekliğinde bir çöp silindiri şeklindedir. Bir metal, hücrenin alt gövdesini ve pozitif terminalini oluşturabilir. Yalıtımlı üst kapak negatif terminaldir.

<span class="mw-page-title-main">Cıva pil</span>

Cıva pil şarj edilemeyen bir elektrokimyasal pil, birincil bir pildir. Cıva pilleri, alkalin bir elektrolit içinde merkürik oksit ile çinko elektrotları arasında bir reaksiyon kullanır. Deşarj sırasındaki voltaj 1.35 Volt'ta pratik olarak sabit kalır ve kapasitesi benzer şekilde boyutlandırılmış çinko karbon pilinden daha fazladır. Cıva pilleri saatler, işitme cihazları, kameralar ve hesap makineleri için düğme pilleri biçiminde ve diğer uygulamalar için daha büyük formlarda kullanıldı.

Alkalin pil, çinko ve manganez dioksit (Zn / MnO2) arasındaki reaksiyona bağlı olarak birincil pil türüdür.

<span class="mw-page-title-main">Nikel-kadmiyum pil</span>

Nikel-kadmiyum pil elektrot olarak nikel oksit hidroksit ve metalik kadmiyum kullanan bir şarj edilebilir pil türüdür. NiCd kısaltması, nikel (Ni) ve kadmiyum (Cd) kimyasal sembollerinden türemiştir: NiCad kısaltması, SAFT Corporation'ın tescilli bir ticari markasıdır, ancak bu marka adı tüm Ni-Cd pillerini tanımlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Nikel-hidrojen pil</span>

Nikel-hidrojen pil Nikel ve hidrojene dayanan şarj edilebilir bir elektrokimyasal güç kaynağıdır. Bir nikel-metal hidrit pilinden (NIMH), 1200 psi basınca kadar basınçlı bir hücrede depolanan, gaz halindeki hidrojen kullanılarak farklıdır. Nickel-hidrojen pil, 25 Şubat 1971 tarihinde Alexandr Ilich Kloss ve Boris Ioselevich Tsenter tarafından Amerika Birleşik Devletleri'nde patentlendi.

<span class="mw-page-title-main">Gümüş oksit pil</span>

Gümüş oksit pil ağırlık oranı açısından çok yüksek bir enerjiye sahip olan bir primer hücredir. Düğme hücreler olarak küçük boyutlarda ya da gümüş oksit kimyasının üstün performansının maliyet unsurlarından daha fazla olduğu geniş özel tasarımlı pillerde mevcuttur. Bu daha büyük hücreler çoğunlukla askeri uygulamalar, örneğin MK-37 Torpido ya da alfa sınıfı denizaltılarda bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Metal-hava elektrokimyasal hücre</span>

Metal-hava elektrokimyasal hücre, saf metalden yapılmış bir anod ve çevre havasının harici bir katodunu, tipik olarak bir sulu elektrolit ile kullanan bir elektrokimyasal hücredir.

<span class="mw-page-title-main">Kuru pil</span> Kuru Pil

Kuru pil taşınabilir elektrikli cihazlar için yaygın olarak kullanılan bir pil türüdür. 1886'da Alman bilim insanı Carl Gassner tarafından geliştirildi.

TFT LCD adreslenebilirlik ve kontrast gibi görüntü kalitesini artırmak için ince tabakalı transistör (TFT) teknolojisini kullanan sıvı kristal ekranın (LCD) bir varyantıdır. Bir TFT LCD, pasif matris LCD'lerin aksine bir aktif matris LCD'dir veya birkaç segmentli basit, doğrudan yönlendirmeli LCD'lerdir. Esas türlerine IPS LCD, kıvrımlı nematik alan etkisi, AFFS, MVA, PVA, ASV, ASV, DTP dahildir. Üreticileri ise S-LCD, Panasonic, AU Optronics, Samsung, Sharp Corporation, Hitachi ve birçok otomobil üreticileridir.

Alüminyum-iyon piller, alüminyum iyonlarının yük taşıyıcı olarak görev yaptığışarj edilebilir bir pil sınıfıdır. Alüminyum, iyon başına üç elektron değiştirebilir. Bu, bir Al3+ eklenmesinin üç Li+ iyonuna eşdeğer olduğu anlamına gelir. Bu nedenle, Al3+ (0,54 Å ) ve Li+ (0,76 Å) iyon yarıçapları benzer olduğundan, önemli ölçüde daha yüksek sayıda elektron ve Al3+ iyonları katotlar tarafından çok az hasarla kabul edilebilir. Al, Li'nin 50 katı (23,5 megavat-saat m-3) enerji yoğunluğuna sahiptir ve bu kömürden bile yüksektir.

<span class="mw-page-title-main">Akış pili</span> Akış Bataryası

Akış pili veya redoks akış pili, bir zarın iki tarafında sistemden pompalanan sıvılarda çözünmüş iki kimyasal bileşen tarafından kimyasal enerjinin sağlandığı bir tür elektrokimyasal hücredir. Hücre içindeki iyon transferi, her iki sıvı da kendi ilgili alanlarında dolaşırken zar üzerinden gerçekleşir. Hücre voltajı kimyasal olarak Nernst denklemi ile belirlenir ve pratik uygulamalarda 1,0 ila 2,43 volt arasında değişir. Enerji kapasitesi elektrolit hacminin, güç elektrotların yüzey alanının bir fonksiyonudur.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.