فإن الكتاب أود أن أنوه جائزة المؤسسة الوطنية للعلوم 1006568 لتمويل هذا المشروع.

1. إعداد نانو-VB 2 نانوية VB 2 يتم تصنيعه مباشرة من الفاناديوم عنصري البورون وعبر الكرة طحن في حصة الخلد 1:2. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف 50 مل كربيد التنغستن جرة طحن وعشرة 10 ملم التنغستن كرات كربيد. الجافة تحت الهواء في الفرن على 100 درجة مئوية لمدة 1 ساعة لضمان أن جميع المياه قد تبخرت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> امسحي داخل جرة طحن لضمان عدم وجود بقايا يبقى، كرر الخطوة 1.1 إذا بقايا مرئيا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطهير غرفة انتظار لعلبة القفازات مع الأرجون 3X لمدة 10 دقيقة في كل مرة. نقل الجرة والطحن، والكرات، وملعقة نظيفة في صندوق قفازات مليئة الأرجون. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزن من الفاناديوم ومساحيق البورون في 01:02 نسبة المولي، 0.500 غرام من الفاناديوم و0.212 ز البورون في جرة طحن، إضافة الكرات، وختم الجرة الطحن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة جرة طحن مختومة من صندوق قفازات، وضعه في طاحونة الكرة الكواكب تعيين إلى 600 دورة في الدقيقة و لمطحنة لمدة 4 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد completioن، والسماح للجرة طحن ليبرد إلى درجة حرارة الغرفة قبل إزالة من طاحونة الكرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطهير غرفة انتظار لعلبة القفازات مع الأرجون 3X لمدة 10 دقيقة في كل مرة. نقل الجرة والطحن، وقارورة أسفل جولة، فيلم البارافين، ملعقة، وشريط مغناطيسي في علبة القفازات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق طلاء أكسيد الزركونيوم للمعدة نانوية VB 2 على النحو التالي: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> داخل علبة القفازات جمع نانو VB 2 أعدت مسبقا باستخدام ملعقة إلى كشط جدران الجرة الطحن حتى يتم استرداد الجزء الأكبر من كتلة البداية. وزن ونقل جمعت نانو VB 2 في قارورة أسفل جولة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزن من 3.5 في المئة من وزن كلوريد الزركونيوم مقارنة VB جمع 2 ثم قم بإضافة مسحوق إلى أسفل القارورة التي تحتوي على الجولة التي جمعت نانو VB 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة شريط مغناطيسي على القارورة، واستخدام فيلم البارافين ختم الافتتاح قبل إزالة من علبة القفازات. بدلا من ذلك،وقد استخدم الحاجز مع نتائج ما يعادل إزالة قارورة أسفل جولة من علبة القفازات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام حقنة 10 مل، ونقل 10 مل من ايثر في قارورة أسفل جولة. تغطية بسرعة الحفرة التي أنشأتها حقنة في الفيلم البارافين مع قطعة إضافية من parafilm. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مزيج القارورة على طبق من ضجة لمدة ساعة واحدة على الإعداد المتوسط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد ساعة واحدة، تتبخر ايثر المتبقية الخروج من نانو VB 2 باستخدام المبخر الدوار أو غيره من التكوين مضخة حتى المغلفة نانو VB 2 يظهر الجافة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد عنصر الزركون المغلفة نانو VB 2 جافة تماما، وجمع. </li></ol></li></ol> 2. إعداد المنحل بالكهرباء <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد خليط من 4 M KOH و 4 M هيدروكسيد الصوديوم حل لاستخدامها بوصفها المنحل بالكهرباء. (ملاحظة: تأكد فقط ما يكفي لتستمر لبضعة أسابيع، كرر حسب الحاجة لتشكيل خلايا جديدة). تم استكشاف الشوارد هيدروكسيد مائي من هيدروكسيد الصوديوم وKOH في الماضي يتراوح تركيز ركضجينج من 8 إلى M المشبعة. مزيج من هيدروكسيد الصوديوم M 4 و 4 M KOH ينتج تحسن طفيف الأداء معدل مرتفع مقارنة النتائج السابقة باستخدام هيدروكسيد الصوديوم النقي بالكهرباء. </li></ol> 3. تفكيك الزنك / الهواء بطاريات راجع الجدول الحكام والمواد للحصول على تفاصيل حول الشركة المصنعة للبطارية ورقم الطراز. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح خلية الزنك / بضغط الهواء لتلفيق في وقت لاحق من VB 2 / خلايا الهواء. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إنشاء قطع في الشفة من غلاف الخلية عملة باستخدام كماشة قطع قطري. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجعيد الخارج ارتفع من الشفة إلى الخارج. بعد الذهاب تماما حول الخلية مرتين، ينبغي أن يكون من السهل لفتح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام شفرة حلاقة، ودفع ما يصل على حواف الغطاء ببطء، فرض بلطف فتح الخلية. ملاحظة: قد يستغرق لحظة للحصول على خلية مفتوحة. التحلي بالصبر والحرص على عدم كسر أو تلف أي جزء عند القيام بهذه الخطوة. سوف تحتاج الخلية إلى لا تزال سليمة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد بطارية للاستخدام <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة يتم فتح الخلية إلى قسمين (الغطاء والقاع) تبدأ في إزالة بلطف مادة الأنود الزنك من الغطاء والقاع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة أكبر قدر ممكن الزنك الصلبة مع شفرة الحلاقة. لا تتخلص من أسفل، ومن المهم أن لا تضر أي أجزاء. فاصل (القاع) و(الجانبين) طوقا تشكيل تراكب مبهمة واحد التي يمكن بسهولة أن ثقب من الضغط أكثر من اللازم مع شفرة الحلاقة. سوف اختراق فاصل يؤدي إلى الإضرار الكاثود الهواء. بالإضافة إلى ذلك، إذا اختل طوقا يتم فقدان الموثوقية للخلية إلى أن تكون معزولة كهربائيا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام مسحة القطن يمسح بعناية الزنك المتبقية وبقايا من الغطاء والقاع والفاصل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف قبالة قبعة وخارج الخلية مع ايزوبروبيل. </li></ol></li></ol> 4. إعداد 5 ماه الكهربائي العامل مع خليط 70/30 الجاف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام عنصر الزركون توليفها المغلفة نانو VB 2 كما العتاد بالموقعAL، تزن من 0.0012 غ لكل القطب إلى أن تكون ملفقة (عادة 5 - يتم اختبار 10 خلايا في كل مرة) ونقل في هاون ومدقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 30٪ من وزنه 2 VB، 0.0005 غرام من غرافيتي الكربون الأسود (لكل قطب كهربائي)، إلى المادة الفعالة في هاون ومدقة وتطحن لمدة 30 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضمان أنه لا توجد، مجموعات كبيرة من المواد المرئية وجمع مسحوق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزن من حوالي 0.0017 غرام من الخليط 70/30-powder في قبعة القطب نظيفة باستخدام ملعقة. (إذا إعداد خلايا متعددة في وقت واحد، وإلا نقل المواد إلى الحد الأقصى مسرى). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة قطرة واحدة من الكحول الآيزوبروبيل إلى كل قبعة ومسحوق دوامة مع ملعقة أو غيرها المدببة الصغيرة حتى لا توجد كتل ويتم توزيعها بالتساوي التعليق عبر الجزء العلوي من الغطاء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسمح أقطاب لتجف لمدة 30 دقيقة. </li></ol> 5. الجمعية الخليوي VB 2 الهواء - الطريقة الجافة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجميع الخلايا في الاتجاه المعاكس من الزنك / منظمة العفو الدوليةخلية R مع القطب العمل، وكأب، رأسا على عقب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيم كل خلية (من 5-10 يجري اختبارها) في صفين، والقبعات في واحد وقيعان المقابلة في الآخر. تفتيش كل قبعة لضمان أن المواد الأنود ينتشر بالتساوي وليس تصدع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 27 ميكرولتر من 4 M KOH / 4 M هيدروكسيد الصوديوم المنحل بالكهرباء الخليط إلى كل فاصل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة بلطف بالكهرباء الزائدة من قيعان استخدام القطن اللمس مرة واحدة فقط داخل القاع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعناية تأخذ كل من قيعان، تسليمهم، ووضعها على رأس قبعات بحيث أن المواد انوديك على اتصال مع المنحل بالكهرباء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ممارسة الضغط وختم باستخدام الايبوكسي تجفيف سريع. </li></ol> 6. نانو VB 2 / الهواء اختبار الخلية، <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمجرد الانتهاء من عملية التصنيع، وخلايا المكان على رف التفريغ أو حامل البطارية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسمح كل خلية خطوة بقية الأولي من عشر دقائق للتأكد من أن الخلايا تتوازن قبل التفريغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفريغالخلايا في وزن ثابت من 3،000 Ω (أو الحمل البديل المطلوب) باستخدام اختبار البطارية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الخطوة موازنة، واتخاذ قياس إمكانات الدائرة المفتوحة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثم أداء تحت تحميل ثابت حتى يتم التوصل إلى وقف الجهد من 0.4 V. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ومن ثم يمكن حساب الكفاءة Coulombic عن طريق نسبة القدرة المقاسة مقارنة مع الأنود النظرية القدرة على التصريف أحد عشر الإلكترون من 4،060 كجم آه -1. </li></ol>

<ol>
	<li>Linden, D., Reddy, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Batteries. , (2010).</li><li>Rogulski, Z., Czerwin'ski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cathode+Modification+in+the+Leclanche'+Cell.">Cathode Modification in the Leclanche' Cell.</a> Journal of Solid State Electrochemistry. 7, 118-121 (2003).</li><li>Neburchilov, V., Wang, H., Martin, J. J., Qu, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+air+cathodes+for+zinc+-+air+fuel+cells.">A review on air cathodes for zinc - air fuel cells.</a> Journal of Power Sources. 195, 1271-1291 (2010).</li><li>Yu, X., Licht, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+capacity+alkaline+super-iron+boride+battery.">High capacity alkaline super-iron boride battery.</a> Electrochimica Acta. 52, 8138-8143 (2007).</li><li>Licht, S., Wang, B., Ghosh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energetic+Iron(VI)+Chemistry:+The+Super-Iron+Battery.">Energetic Iron(VI) Chemistry: The Super-Iron Battery.</a> Science. 285, 1039-1042 (1990).</li><li>Licht, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+aluminum+batteries:+a+step+towards+derivation+of+superbatteries.">Novel aluminum batteries: a step towards derivation of superbatteries.</a> Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. , 134-241 (1998).</li><li>Licht, S., Myung, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorinated+Graphites+as+Energetic+Cathodes+for+Nonaqueous+Al+Batteries.">Fluorinated Graphites as Energetic Cathodes for Nonaqueous Al Batteries.</a> Electrochem. Solid-State Lett. 5, A160-A163 (2002).</li><li>Licht, S., Ghosh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+power+BaFe(VI)O4/MnO2+composite+cathode+alkaline+super-iron+batteries.">High power BaFe(VI)O4/MnO2 composite cathode alkaline super-iron batteries.</a> Journal of Power Sources. 109, 465-468 (2002).</li><li>Licht, S., Myung, N., Peramunage, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrahigh+Specific+Power+Electrochemistry,+Exemplified+by+Al/MnO4-+and+Cd/AgO+Redox+Chemistry.">Ultrahigh Specific Power Electrochemistry, Exemplified by Al/MnO4- and Cd/AgO Redox Chemistry.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 102, 6780-6786 (1998).</li><li>Licht, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aluminum/Sulfur+Battery+Discharge+in+the+High+Current+Domain.">Aluminum/Sulfur Battery Discharge in the High Current Domain.</a> J. Electrochem. Soc. 144, L133-L136 (1997).</li><li>Gao, X. -. P., Yang, H. -. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-electron+materials+for+high+energy+density+batteries.">Multi-electron materials for high energy density batteries.</a> Energy and Environmental Science. 3, 174-189 (2010).</li><li>Yang, H. X., Wang, Y. D., Ai, X. P., Cha, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal+Borides:+Competitive+High+Capacity+Anode+Materials+for+Aqueous+Primary+Batteries.">Metal Borides: Competitive High Capacity Anode Materials for Aqueous Primary Batteries.</a> Electrochemical and Solid-State. 7, A212-A215 (2004).</li><li>Licht, S., Yu, X., Qu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+Alkaline+Redox+Couple:+Chemistry+of+the+Fe6+/B2-+Super-iron+Boride+Battery.">Novel Alkaline Redox Couple: Chemistry of the Fe6+/B2- Super-iron Boride Battery.</a> Chemical Communications. 2007, 2753-2755 (2007).</li><li>Licht, S., Wu, H., Yu, X., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Renewable+Highest+Capacity+VB2/Air+Energy+Storage.">Renewable Highest Capacity VB2/Air Energy Storage.</a> Chemical Communications. 2008, 3257-3259 (2008).</li><li>Light, S., Ghosh, S., Wang, B., Jiang, D., Asercion, J., Bergmann, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+Facilitated+Charge+Transfer+and+Voltage+of+a+High+Capacity+VB2+Anode.">Nanoparticle Facilitated Charge Transfer and Voltage of a High Capacity VB2 Anode.</a> Electrochemical and Solid-State. 14, 83-85 (2011).</li><li>Licht, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-VB2+Synthesis+from+Elemental+Vanadium+and+Boron:+Nano-VB2+Anode/Air+Batteries.">Nano-VB2 Synthesis from Elemental Vanadium and Boron: Nano-VB2 Anode/Air Batteries.</a> Electrochemical and Solid-State Letters. 15, A12-A14 (2012).</li></ol>

الكتاب، كريس رودس، روبن لوبيز، Xuguang لى، ماهيش Waje، وماثيو مولينغز هم موظفون من شركة Lynntech

بناء VB 2 / بطارية الهواء بهذه الطريقة يوفر القدرة على دراسة وتحقيق في أحد عشر الإلكترونات في الجزيء نقل المسؤول الذي يحدث، مما يتيح إمكانية جديدة بطارية عالية السعة. النتائج التي تم الحصول عليها إذا لا تثبت النتائج استنساخه، وضمان أن جميع المواد الأنود الزنك تم ...

الفاناديوم ثاني بوريد كما أنود لديها من بين أعلى المعدلات سعة الشحن الحجمي من أي مادة الأنود. هذا البروتوكول يقدم طريقة لدراسة هذه المواد الرائعة. وقد تم معدني الزنك ومادة الأنود السائد في النظم الأساسية مائي بسبب معدن الزنك العليا اثنين الإلكترون الحجمي والوزني قدرات التخزين تهمة من 5.8 كاه L -1 و 820 كجم آه -1، على التوالي. * البطارية الزنك الكربون، والمعروفة باسم وقدم الخلية لوكلانشيه، لأول مرة في القرن ال 19، الجمع بين الأنود الزنك مع ثاني أكسيد المنغنيز (جامع الحالية الكربون) الكاثود في كلوريد بالكهرباء 1. البطارية القلوية شيوعا يستخدم نفس الزوجين، ولكن يستبدل بالكهرباء كلوريد مع مادة قلوية مائية بالكهرباء هيدروكسيد. تتألف معا بطاريات الزنك والكربون والقلوية غالبية البطاريات الأولية تباع 1. عندما يتم استبدال الكاثود ثاني أكسيد المنغنيز في الخلية القلويةمن قبل الكاثود الهواء، ويتم تحقيق قدرات تخزين الطاقة أعلى بكثير. هذه البطارية الزنك في الهواء يستخدم الأكسجين من الهواء، وتوجد عادة في بطاريات السمع المساعدات 1-3. وقد ركز بحثنا لأعلى لتخزين قدرة البطارية على المواد التي يمكن نقل الإلكترونات متعددة لكل جزيء 4-11. من بين تشكيلة واسعة من الأزواج الأكسدة يتعين علينا استكشاف، VB 2 تبرز باعتبارها أنود القلوية استثنائية قادرة على إطلاق 11 الالكترونات في VB 2، مع الحجمي والوزني قدرات 20.7 كاه L -1 و 4060 كجم آه -1 على التوالي. * في عام 2004، يانغ وزملاء العمل ذكرت والتفريغ من VB 2، لكن وثقت أيضا المجال الموسعة التي VB 2 هو عرضة للتآكل في وسائل الإعلام القلوي 12. في عام 2007، وذكرت لنا أن الطلاء على VB 2 جسيمات يمنع هذا التآكل 13، مما أدى إلى مظاهرة من VB 2 / بضغط الهواء بattery في عام 2008 14. في هذه الورقة، نقدم بروتوكول يستخدم لتحقيق نظم المعادن / جوية جديدة توظف التكنولوجيا المتقدمة سابقا للخلية الزنك / بضغط الهواء على النحو المطبق في VB 2 / خلية الهواء. ويرد nanoscopicVB 2 الأنود كما عالية الطاقة ذات الطاقة العالية وكثافة القطب الموجب قادرة على اظهار رد فعل الأكسدة أحد عشر الإلكترون يقترب من القدرات الجوهرية النظرية من 4060 كجم آه -1 إلى زيادة الجهد البطارية وقدرة الحمل البطارية. يستخدم VB 2 / بضغط الهواء زوجين المنحل بالكهرباء القلوية من KOH / هيدروكسيد الصوديوم، وتوظيف نفس الكاثود الهواء الأكسجين المستخرج من الزنك / بضغط الهواء الخلية 1. لا يستهلك الكاثود electrocatalyst الكربون أثناء التفريغ. توجد حاجة لفهم أكبر لVB 2 / نظام الهواء من أجل زيادة تحسين أداء الخلية. خصائص وأداء نانوية VB 2 مواد يمكن استكشاف باستخدام Tكان تكوين خلية من الزنك / بضغط الهواء الخلية 15،16. الكهروكيميائية الاختبار لا يمكن أن يؤديها لنانوية VB 2 لمقارنة الأداء من خلال الكفاءة في المئة بنسب متفاوتة.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>MATERIALS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boron</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>11337</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diethyl Ether</td>
			<td>J.T. Baker</td>
			<td>9244-06</td>
			<td>4L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy</td>
			<td>Loctite</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Heavy Duty 5 min setting time</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl Alcohol</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Panasonic 675 Zinc/Air cell</td>
			<td>Panasonic</td>
			<td>PR675H</td>
			<td>Made in Japan (not German)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C-NERGY Super C65</td>
			<td>Timcal</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Graphitic carbon black</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vanadium</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>262935</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vanadium Diboride</td>
			<td>American Elements</td>
			<td>12007-37-3</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zirconium Chloride</td>
			<td>Spectrum</td>
			<td>Z20001</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>EQUIPTMENT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50-mL round bottom flask</td>
			<td>Fisher Scientific Co LLC</td>
			<td>CG151001</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diagonal cutting pliers</td>
			<td>Hardware store</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot/stir plate</td>
			<td>IKA</td>
			<td>C-MAG HS 7</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glove box</td>
			<td>Labconco</td>
			<td>Precision Basic</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ten 10-mm tungsten carbide balls</td>
			<td>Lab Synergy</td>
			<td>55.0100.08</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tungsten carbide milling jar</td>
			<td>Lab Synergy</td>
			<td>50.8600.00</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Razor blade</td>
			<td>Hardware store</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Retsch PM 100 planetary ball mill</td>
			<td>Retsch</td>
			<td>205400003</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stir bar</td>
			<td>VWR International</td>
			<td>58947-140</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of vb2/air cells for electrochemical testing

ويقترح تقنية للتحقيق في خصائص وأداء متعدد الإلكترون النظم الجديدة المعادن / بضغط الهواء البطارية وقدم. ويرد طريقة لتوليف نانوية VB 2، وكذلك الإجراء خطوة بخطوة لتطبيق طلاء أكسيد الزركونيوم إلى VB 2 جسيمات لتحقيق الاستقرار عند التفريغ. يظهر عملية لتفكيك خلايا الزنك / بضغط الهواء الموجودة، في البناء بالإضافة إلى ذلك من القطب عمل جديدة لتحل محل الزنك / بضغط الهواء الأنود الخلية التقليدية مع لنانوية VB 2 الأنود. وأخيرا، ذكرت ابراء ذمة الانتهاء VB 2 / بطارية الهواء. وتبين لنا أن استخدام الخلايا الزنك / بضغط الهواء كسرير الاختبار هو مفيد لتوفير التكوين متسقة لدراسة أداء عالي الطاقة قدرة عالية نانوية VB 2 الأنود.

يتم تنفيذ الكهروكيميائية اختبار لتحديد أداء VB 2 / بطاريات الهواء. النتائج التي تم الحصول عليها للخلايا متعددة توفر الأدلة لاستنساخ أداء الخلية. الشكل 1 يقارن VB 2 / بطاريات الهواء خلال 3،000 أوم (يسار) و1،000 أوم (يمين) التفريغ. لاحظ أن الجهد التفريغ، وكذ?...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing at JoVE.com

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

ويرد بروتوكول لدراسة المعادن متعددة الإلكترون / نظم بطارية الهواء باستخدام التكنولوجيا المتقدمة السابقة للخلية الزنك / بضغط الهواء. ثم يتم تنفيذ اختبار الكهروكيميائية على البطاريات ملفقة لتقييم الأداء.

تلفيق من VB<sub&gt; 2</sub&gt; / الخلايا الكهروكيميائية الهواء للاختبار

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for ...

fabrication-of-vb2air-cells-for-electrochemical-testing

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

11.8K Views.  The George Washington University. ويرد بروتوكول لدراسة المعادن متعددة الإلكترون / نظم بطارية الهواء باستخدام التكنولوجيا المتقدمة السابقة للخلية الزنك / بضغط الهواء. ثم يتم تنفيذ اختبار الكهروكيميائية على البطاريات ملفقة لتقييم الأداء.

Video: Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

Rechargeable lithium ion batteries have wide applications in electronics, where customers always demand more capacity and longer lifetime. Lithium ion batteries have also been considered to be used in electric and hybrid vehicles1 or even electrical grid stabilization systems2. All these applications simulate a dramatic increase in the research and development of battery materials3-7, including new materials3,8, doping9, nanostructuring10-13, coatings or surface modifications14-17 and novel binders18. Consequently, an increasing number of physicists, chemists and materials scientists have recently ventured into this area. Coin cells are widely used in research laboratories to test new battery materials; even for the research and development that target large-scale and high-power applications, small coin cells are often used to test the capacities and rate capabilities of new materials in the initial stage. 
 In 2010, we started a National Science Foundation (NSF) sponsored research project to investigate the surface adsorption and disordering in battery materials (grant no. DMR-1006515). In the initial stage of this project, we have struggled to learn the techniques of assembling and testing coin cells, which cannot be achieved without numerous help of other researchers in other universities (through frequent calls, email exchanges and two site visits). Thus, we feel that it is beneficial to document, by both text and video, a protocol of assembling and testing a coin cell, which will help other new researchers in this field. This effort represents the "Broader Impact" activities of our NSF project, and it will also help to educate and inspire students.
In this video article, we document a protocol to assemble a CR2032 coin cell with a LiCoO2 working electrode, a Li counter electrode, and (the mostly commonly used) polyvinylidene fluoride (PVDF) binder. To ensure new learners to readily repeat the protocol, we keep the protocol as specific and explicit as we can. However, it is important to note that in specific research and development work, many parameters adopted here can be varied. First, one can make coin cells of different sizes and test the working electrode against a counter electrode other than Li. Second, the amounts of C black and binder added into the working electrodes are often varied to suit the particular purpose of research; for example, large amounts of C black or even inert powder were added to the working electrode to test the "intrinsic" performance of cathode materials14. Third, better binders (other than PVDF) have also developed and used18. Finally, other types of electrolytes (instead of LiPF6) can also be used; in fact, certain high-voltage electrode materials will require the uses of special electrolytes7.

A protocol to construct and test coin cells of lithium ion batteries is described. The specific procedures of making a working electrode, preparing a counter electrode, assembling a cell inside a glovebox and testing the cell are presented.

بناء واختبار خلايا كوين من بطاريات ليثيوم ايون

Rechargeable lithium ion batteries have wide applications in electronics, where customers always demand more capacity and longer lifetime.  Lithium ion ...

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including microresonators. However, because of the increased acoustic radiative losses during direct liquid immersion of optomechanical devices, almost all published optomechanical experiments have been performed in solid phase. This paper discusses a recently introduced hollow microfluidic optomechanical resonator. Detailed methodology is provided to fabricate these ultra-high-Q microfluidic resonators, perform optomechanical testing, and measure radiation pressure-driven breathing mode and SBS-driven whispering gallery mode parametric vibrations. By confining liquids inside the capillary resonator, high mechanical- and optical- quality factors are simultaneously maintained.

Parametric optomechanical excitations have recently been experimentally demonstrated in microfluidic optomechanical resonators by means of optical radiation pressure and stimulated Brillouin scattering. This paper describes the fabrication of these microfluidic resonators along with methodologies for generating and verifying optomechanical oscillations.

تصنيع واختبار ميكروفلويديك الميكانيكية المذبذبات

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an elastomeric dielectric membrane sandwiched between two compliant electrodes. The large actuation strains of these transducers when used as actuators (over 300% area strain) and their soft and compliant nature has been exploited for a wide range of applications, including electrically tunable optics, haptic feedback devices, wave-energy harvesting, deformable cell-culture devices, compliant grippers, and propulsion of a bio-inspired fish-like airship. In most cases, DETs are made with a commercial proprietary acrylic elastomer and with hand-applied electrodes of carbon powder or carbon grease. This combination leads to non-reproducible and slow actuators exhibiting viscoelastic creep and a short lifetime. We present here a complete process flow for the reproducible fabrication of DETs based on thin elastomeric silicone films, including casting of thin silicone membranes, membrane release and prestretching, patterning of robust compliant electrodes, assembly and testing. The membranes are cast on flexible polyethylene terephthalate (PET) substrates coated with a water-soluble sacrificial layer for ease of release. The electrodes consist of carbon black particles dispersed into a silicone matrix and patterned using a stamping technique, which leads to precisely-defined compliant electrodes that present a high adhesion to the dielectric membrane on which they are applied.

This manuscript shows the fabrication process for the manufacture of dielectric elastomer soft actuators based on silicone membranes. The three key stages of production are presented in detail: blade casting of thin silicone membranes; pad printing of compliant electrodes; and the assembly of all the components.

عملية تصنيع عازل المرنة الأجهزة التنفيذية القائمة على السيليكون

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution for future high-speed reentry missions. But despite the advancements made since Apollo, heat flux prediction remains an imperfect science and engineers resort to safety factors to determine the TPS thickness. This goes at the expense of embarked payload, hampering, for example, sample return missions. 
Ground testing in plasma wind-tunnels is currently the only affordable possibility for both material qualification and validation of material response codes. The subsonic 1.2MW Inductively Coupled Plasmatron facility at the von Karman Institute for Fluid Dynamics is able to reproduce a wide range of reentry environments. This protocol describes a procedure for the study of the gas/surface interaction on ablative materials in high enthalpy flows and presents sample results of a non-pyrolyzing, ablating carbon fiber precursor. With this publication, the authors envisage the definition of a standard procedure, facilitating comparison with other laboratories and contributing to ongoing efforts to improve heat shield reliability and reduce design uncertainties.
The described core techniques are non-intrusive methods to track the material recession with a high-speed camera along with the chemistry in the reactive boundary layer, probed by emission spectroscopy. Although optical emission spectroscopy is limited to line-of-sight measurements and is further constrained to electronically excited atoms and molecules, its simplicity and broad applicability still make it the technique of choice for analysis of the reactive boundary layer. Recession of the ablating sample further requires that the distance of the measurement location with respect to the surface is known at all times during the experiment. Calibration of the optical system of the applied three spectrometers allowed quantitative comparison. At the fiber scale, results from a post-test microscopy analysis are presented.

Development of new ablative materials and their numerical modeling requires extensive experimental investigation. This protocol describes procedures for material response characterization in plasma flows with the core techniques being non-intrusive methods to track the material recession along with the chemistry in the reactive boundary layer by emission spectroscopy.

الانبعاثات الطيفية الحدود التحقيق طبقة خلال صيغة الجر اختبار المواد في Plasmatron

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution ...

Electrochemical Etching and Characterization of Sharp Field Emission Points for Electron Impact Ionization

A new variation of the drop-off method for fabricating field emission points by electrochemically etching tungsten rods in a NaOH solution is described. The results of studies in which the etching current and the molarity of the NaOH solution used in the etching process were varied are presented. The investigation of the geometry of the tips, by imaging them with a scanning electron microscope, and by operating them in field emission mode is also described. The field emission tips produced are intended to be used as an electron beam source for ion production via electron impact ionization of background gas or vapor in Penning trap mass spectrometry applications.

A method for electrochemically etching field emission tips is presented. Etching parameters are characterized and the operation of the tips in field emission mode is investigated.

الكهروكيميائية النقش وتوصيف نقاط شارب الميدان الانبعاثات الكترون تأثير التأين

A new variation of the drop-off method for fabricating field emission points by electrochemically etching tungsten rods in a NaOH solution is described. ...

Fabrication of White Light-emitting Electrochemical Cells with Stable Emission from Exciplexes

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active layer which consists of blue-fluorescent poly(9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl) (PFD) and &#960;-conjugated triphenylamine molecules. This white light emission originates from exciplexes formed between PFD and amines in electronically excited states. A device containing PFD, 4,4&#39;,4&#39;&#39;-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (2-TNATA), Poly(ethylene oxide) and K2CF3SO3 showed white light emission with Commission internationale de l&#39;&#233;clairage (CIE) coordinates of (0.33, 0.43) and a Color Rendering Index (CRI) of Ra = 73 at an applied voltage of 3.5 V. Constant voltage measurements showed that the CIE coordinates of (0.27, 0.37), Ra of 67, and the emission color observed immediately after application of a voltage of 5 V were nearly unchanged and stable after 300 sec.

The authors present a method for fabricating stable white-light-emitting electrochemical cells utilizing emission from exciplexes formed between a blue-emitting fluorene polymer and aromatic amines.

تصنيع الأبيض التي ينبعث منها ضوء الخلايا الكهروكيميائية مع الانبعاثات مستقرة من Exciplexes

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering thermal wave fields that are disturbed by the defect. This effect is measured and used to locate the defect. We form the destructively interfering wave fields by using a modified projector. The original light engine of the projector is replaced with a fiber-coupled high-power diode laser. Its beam is shaped and aligned to the projector&#39;s spatial light modulator and optimized for optimal optical throughput and homogeneous projection by first characterizing the beam profile, and, second, correcting it mechanically and numerically. A high-performance infrared (IR) camera is set up according to the tight geometrical situation (including corrections of the geometrical image distortions) and the requirement to detect weak temperature oscillations at the sample surface. Data acquisition can be performed once a synchronization between the individual thermal wave field sources, the scanning stage, and the IR camera is established by using a dedicated experimental setup which needs to be tuned to the specific material being investigated. During data post-processing, the relevant information on the presence of a defect below the surface of the sample is extracted. It is retrieved from the oscillating part of the acquired thermal radiation coming from the so-called depletion line of the sample surface. The exact location of the defect is deduced from the analysis of the spatial-temporal shape of these oscillations in a final step. The method is reference-free and very sensitive to changes within the thermal wave field. So far, the method has been tested with steel samples but is applicable to different materials as well, in particular to temperature sensitive materials.

This method aims at locating vertical subsurface defects. Here, we couple a laser with a spatial light modulator and trigger its video input to heat a sample surface deterministically with two anti-phased modulated lines while acquiring highly resolved thermal images. The defect position is retrieved from evaluating thermal wave interference minima.

توطين العيوب تحت السطح عن طريق التدفئة المنظمة باستخدام الليزر الحرارية الحرارية المتوقعة

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of lithium-ion (Li-ion) batteries. However, a number of setbacks prevent their integration into commercial devices. The main limiting factor is due to nanoscale phenomena occurring at the electrode/electrolyte interfaces, ultimately leading to degradation of battery operation. These key problems are highly challenging to observe and characterize as these batteries contain multiple buried interfaces. One approach for direct observation of interfacial phenomena in thin film batteries is through the fabrication of electrochemically active nanobatteries by a focused ion beam (FIB). As such, a reliable technique to fabricate nanobatteries was developed and demonstrated in recent work. Herein, a detailed protocol with a step-by-step process is presented to enable the reproduction of this nanobattery fabrication process. In particular, this technique was applied to a thin film battery consisting of LiCoO2/LiPON/a-Si, and has further been previously demonstrated by in situ cycling within a transmission electron microscope.

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

A protocol for the fabrication of electrochemically active LiPON-based solid-state lithium-ion nanobatteries using a focused ion beam is presented.

تركيز أيون شعاع تلفيق نانوباتيريس ليبون-على أساس الحالة الصلبة بطارية ليثيوم أيون للاختبار في الموقع

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in industry. The wettability of the produced surface was analyzed by bouncing drop experiments and the topography was analyzed by confocal microscopy. In addition, we show various methodologies to measure its durability and anti-icing properties. Superhydrophobic surfaces hold a special texture that must be preserved to keep their water-repellency. To fabricate durable surfaces, we followed two strategies to incorporate a resistant texture. The first strategy is a direct incorporation of roughness to the metal substrate by acid etching. After this surface texturization, the surface energy was decreased by silanization or fluoropolymer deposition. The second strategy is the growth of a ceria layer (after surface texturization) that should enhance the surface hardness and corrosion resistance. The surface energy was decreased with a stearic acid film.
The durability of the superhydrophobic surfaces was examined by a particle impact test, mechanical wear by lateral abrasion, and UV-ozone resistance. The anti-icing properties were explored by studying the ability to repeal subcooled water, freezing delay, and ice adhesion.

We illustrate several methodologies to produce superhydrophobic metal surfaces and to explore their durability and anti-icing properties.

تصنيع سوبيرهيدروفوبيك الأسطح المعدنية لتطبيقات مضادة للتجمد

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in ...

Fabrication of an Optical Cell Dryer for the Spectroscopic Analysis Cells

Optical cells, which are experimental instruments, are small, square tubes sealed on one side. A sample is placed in this tube, and a measurement is performed with a spectroscope. The materials used for optical cells generally include quartz glass or plastic, but expensive quartz glass is reused by removing substances, other than liquids, to be analyzed that adhere to the interior of the container. In such a case, the optical cells are washed with water or ethanol and dried. Then, the next sample is added and measured. Optical cells are dried naturally or with a manual hairdryer. However, drying takes time, which makes it one of the factors that increase the experiment time. In this study, the objective is to drastically reduce the drying time with a dedicated automatic dryer that can dry multiple optical cells at once. To realize this, a circuit was designed for a microcomputer, and the hardware using it was independently designed and manufactured.

A protocol for fabricating a device for simultaneously drying multiple optical cells is presented.

تصنيع خلية ضوئية مجفف لخلايا التحليل سبيكتروسكوبيك

Optical cells, which are experimental instruments, are small, square tubes sealed on one side. A sample is placed in this tube, and a measurement is ...