НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ
Аккумулирование энергии: топливные элементы, углеродные нанотрубки для литиевых аккумуляторов
Д. Гинли[60]
На рис. 9.2 представлены два новых подхода к проблеме создания систем аккумулирования энергии, которые могут использоваться в сочетании с возобновляемыми источниками энергии или в гибридных устройствах. В топливном элементе, показанном на рис. 9.2, а, активной парой являются кислород и водород, а в качестве продукта образуется только вода [54]. Прогресс в разработке таких элементов связан с повышением эффективности аккумулирования водорода и созданием соответствующих избирательных мембран и катализаторов, способных обеспечить быструю рекомбинацию водорода и кислорода с образованием воды.
Сейчас представляется очевидным, что для создания высокоэффективных топливных элементов требуется применение наноструктурных материалов для мембран и катализаторов. На рис. 9.2, 5 показана типичная схема литиевого аккумулятора. Поскольку в таких системах диффузионные процессы играют очень важную роль, использование мезо - или наноструктурных электродов может значительно повысить скорость зарядки/разряда и стабильность системы [55]. Недавно было показано, что применение аэрогелей V205 и наночастиц
Рис. 9.2. Топливный элемент (а) и литиевый аккумулятор (б). |
LiCo02 или Мп02 позволяет повысить качество катода [56]. Последние работы по углеродным нанотрубкам и сплавам Li/Sn показали важность нанострукту - рирования анода, что требует тщательного изучения свойств материалов и электрохимических процессов (в частности, диффузии) в нанометровом масштабе.