המחברים מבקשים להודות למדע פרס קרן 1006568 הלאומי למימון פרויקט זה.

1. הכנת ננו VB 2 הננוסקופי VB 2 מסונתז ישירות מהיסודות ונדיום וורון באמצעות כדור בטחינת מנת שומה 1:2. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לנקות את צנצנת 50 מ&quot;ל טונגסטן קרביד טחינה ועשרה כדורי טונגסטן קרביד של 10 מ&quot;מ. יבש תחת אוויר בתנור בחום של 100 מעלות צלזיוס במשך שעה 1 כדי להבטיח שכל המים מתאדה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את החלק הפנימי של צנצנת הטחינה כדי להבטיח שאין שאריות נשארה, חזור על שלב 1.1 אם השאריות היא גלויות לעין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטהר את חדר ההמתנה של תא כפפות עם הארגון 3x במשך 10 דקות בכל פעם. העבר את צנצנת הטחינה, כדורים, ומרית נקיות לתוך תא הכפפות מלאות הארגון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את נדיום ואבקות ורון ביחס טוחנת 1:2 0.500 גרם של ונדיום וורון 0.212 גרם לצנצנת הטחינה, להוסיף את הכדורים, ולאטום את צנצנת הטחינה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את צנצנת הטחינה אטומה מתא הכפפות, מקום אותו לתוך טחנת כדור פלנטריים להגדיר עד 600 סל&quot;ד ועד לטחנת 4 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר completion, לאפשר את צנצנת הטחינה להתקרר לטמפרטורת חדר לפני הסרת מטחנת הכדור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטהר את חדר ההמתנה של תא כפפות עם הארגון 3x במשך 10 דקות בכל פעם. העבר את צנצנת הטחינה, בקבוק תחתית עגול, סרט פרפין, מרית, ובר ומערבבים מגנטי לתוך תא הכפפות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל ציפוי תחמוצת זירקוניום לVB הננוסקופי מוכנים 2 כדלקמן: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתוך תא ההכפפות לאסוף 2 ננו VB הכינו בעבר בעזרת מרית כדי לגרד את קירות צנצנת הטחינה ועד לחלק הארי של המסה מתחילה כבר התאושש. לשקול ולהעביר נאספו ננו VB 2 לתוך בקבוק תחתית עגול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את משקליו של 3.5 אחוזים בהשוואה לזירקוניום כלוריד VB נאסף 2 ולאחר מכן להוסיף את האבקה לבקבוק תחתית העגולה המכיל את אסף ננו VB 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף בר מערבבים מגנטיים לבקבוק ובאמצעות סרט פרפין לאטום את הפתח לפני הסרת מתא הכפפות. לחלופין,מחיצה כבר בשימוש עם תוצאות שווה ערך הסירו את בקבוק תחתית העגול מתא הכפפות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מזרק 10 מ&quot;ל, להעביר 10 מ&quot;ל של אתר diethyl לתוך בקבוק תחתית העגול. במהירות לכסות את החור שנוצר על ידי המזרק בסרט פרפין עם חתיכה נוספת של Parafilm. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את הבקבוק על צלחת ומערבבים במשך שעה אחת בהגדרה בינונית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שעה, להתאדות מאתר diethyl הנותר של 2 ננו VB באמצעות מאייד סיבובי או תצורת משאבה אחרת עד מצופים ננו VB 2 מופיעים יבשים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר Zr המצופה ננו VB 2 הוא יבש לחלוטין, לאסוף. </li></ol></li></ol> 2. הכנה של אלקטרוליט <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן תערובת של 4 4 פתרון M NaOH לשימוש כאלקטרוליט M KOH ו. (הערה: רק לעשות מספיק כדי להימשך כמה שבועות, חזור לפי צורך כדי ליצור תאים חדשים). אלקטרוליטים הידרוקסיד מימיים של NaOH ו Koh נחקרו בעבר בריכוז הנע רצוגינג של ז 8 לרוויים. שילוב של 4 M NaOH ו4 M KOH מניב ביצועים משופרים באופן שולי שיעור גבוה בהשוואה לתוצאות קודמות באמצעות NaOH אלקטרוליט טהור. </li></ol> 3. פירוק סוללות אבץ / אוויר עיין בטבלה של עוצרים וחומרים לפרטים אודות יצרן הסוללה ומספר דגם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתיחת תא האבץ / אוויר לייצור מאוחר יותר של VB 2 / תאי אוויר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יצירת חתך בשפתו של מעטפת התא בגודל המטבע באמצעות צבת חיתוך אלכסונית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מסלסל מחוץ קצוות של שפתיים כלפי חוץ. אחרי הולך לחלוטין מסביב לתא פעמיים, זה צריך להיות קל לפתיחה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות סכין גילוח, לדחוף מעלה בשולי הכובע לאט, בעדינות בכח לפתוח את התא. הערה: זה עלול לקחת זמן מה כדי לקבל את התא פתוח. היה סבלני ונזהר שלא לפגוע בסדק או כל חלק כאשר עושים את הצעד הזה. התא צריך להישאר ללא פגע. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכין את הסוללה לשימוש <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהתא נפתח לשני חלקים (כובע והתחתון) מתחיל להסיר את חומר האנודה האבץ בעדינות מכובע ובתחתית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר כאבץ מוצק כמה שיותר עם סכין הגילוח. לא לגרד את התחתית, הוא חשוב לא לפגוע בחלקים. המפריד (תחתון) ואת אטם (צדדים) יוצרים שכבה אטומה אחת שיכול בקלות להיות ניקב על ידי יותר מדי לחץ החלת עם סכין הגילוח. פירסינג המפריד יגרום נזק לקתודת האוויר. בנוסף, אם האטם מופר האמינות של התא להיות מבודדים חשמלי הולכת לאיבוד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מקלון צמר גפן לנגב את השאריות ואבץ שנותר מהכובע, התחתון, ומפריד בזהירות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את הפקק ומחוץ לתא עם אלכוהול רפואי. </li></ol></li></ol> 4. הכנה של אלקטרודה 5 מיליאמפר עבודה עם תערובת 70/30 יבשה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש מסונתז מצופה Zr ננו VB 2 כmateri הפעילהאל, לשקול את 0.0012 גרם לכל אלקטרודה להיות מפוברק (בדרך כלל 5 - 10 תאים נבדקים בכל פעם) ולהעביר לתוך מכתש ועלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 30% מVB שקל 2, 0.0005 גרם של פחמן שחור גריפיט (לאלקטרודה), לחומר הפעיל במכתש ועלי ולטחון למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שאין אשכולות גדולים, נראים לעין של חומר ולאסוף אבקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את כ 0.0017 גרם של תערובת 70/30-powder לכובע האלקטרודה נקי בעזרת מרית. (אם מכין מספר תאים בכל פעם, אחרת תעביר את החומר לכובע אלקטרודה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף טיפה אחת של אלכוהול רפואי לכל כובע ואבקת מערבולת עם מרית או קצה מחודד קטן אחר עד שאין גושים והשעיה מופצת באופן שווה לרוחב החלק העליון של הכובע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפשר אלקטרודות לייבוש למשך 30 דקות. </li></ol> 5. עצרת סלולרי VB 2-אוויר - שיטה יבש <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרכיב תאים בכיוון הפוך מהאבץ / aiתא R עם אלקטרודה עובדת, כובע, במהופך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ארגן את כל תא (5 - 10 שנבדקו) בשתי שורות, את הפקקים באחת והתחתית המקבילה בצד השני. בדוק כל אחד כובע על מנת להבטיח כי חומר האנודה הוא להתפשט באופן שווה ולא נסדק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 27 μl של 4 מ &#39;KOH / 4 M תערובת אלקטרוליטים NaOH לכל מפריד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעדינות להסיר אלקטרוליט העודף מהתחתית בעזרת צמר גפן מספיג רק פעם אחת בתוך התחתית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקחת בזהירות כל אחד מהתחתי, פונה עליהם, ומניח אותם על גבי כובעים כך שחומר anodic הוא במגע עם אלקטרוליט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל לחץ ולאטום באמצעות אפוקסי מתייבש במהירות. </li></ol> 6. בדיקת Nano-VB 2 / אוויר נייד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שתהליך הייצור הושלם, תאי מקום על מדף פריקה או בעל סוללה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר לכל אחד מתאים צעד שאר ראשוני של עשר דקות כדי לוודא שהתאים לאזן לפני הפריקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפרוקתאים בעומס קבוע של 3,000 Ω (או עומס רצוי אלטרנטיבי) באמצעות בוחן סוללה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שלב האיזון, לקחת מדידת הפוטנציאל במעגל הפתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפרוק לאחר מכן, תחת עומס קבוע עד הפסקת מתח של 0.4 וולט הוא הגיע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יעילות Coulombic אז יכולה להיות מחושבת על ידי אחוז מהיכולת הנמדדת לעומת האנודה התיאורטית יכולת הפריקה אחת עשרה ואלקטרונים של 4060 ק&quot;ג אה -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>

המחברים, כריס רודס, ראובן לופז, Xuguang לי, מאהש Waje, ומאלינגס מתיו הם עובדי Lynntech בע&quot;מ

בנייה של VB 2 / הסוללה אוויר בדרך זו מספקת את היכולת ללמוד ולחקור את אחד עשרה אלקטרונים להעברת תשלום מולקולה שמתרחש, מה שמאפשר את האפשרות לסוללה בקיבולת גבוהה חדשה. אם תוצאות שהתקבלו לא להפגין תוצאות לשחזור, להבטיח כי כל חומר האנודה האבץ הוסר מהסוללה, שיש פיזור שווה של חומר פעיל בכובע, וכי התאים מודבקים כהלכה ללא כל הדלפות. אם בעיה ממשיכה להתרחש, להבטיח כי את הסוללות הן 675 תאי אבץ / אוויר Panasonic תוצרת יפן לא בגרמניה. האטם של תא יפני אמור להופיע אטום ומחובר למפריד כישות אחת. אם האטם הוא נפרד וכחול את התאים הם גרמנים. מגבלות לטכניקה זו כוללות לא שיש את היכולת לשלוט על הלחות של תא, אם כי בעבר לא היו בעיות ידועות. בעת בניית סוללה 2 / אוויר VB, יש כמה צעד קריטיים שתואר בסעיף הפרוטוקול: הפתיחה של התא, הסרת חומר האבץ, הכנת החומר לאנודה והכניסה בתא, וסגר את התא בזהירות, והדבקה נאותה על מנת להבטיח שאין נזילות וחיבור חשמלי טוב. עקיפת אבקת רנטגן היא טכניקה נוחה לאשר 15,16 שמגיבי ההתחלה (ונדיום ובורון אלמנטרי) אינם נוכחים במסונתז ננו VB 2. מיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים (TEM) תמונות לקבוע כי ציפוי תחמוצת זירקוניום הוא מכסה באופן שווה את חלקיקי VB 2. אמנם פירוק והרכבת סוללות האבץ / אוויר חשוב לוודא שהמארז נשאר שלם והקרום שהמפריד ולא נחתכים או ניזוקו בכל מקרה. במהלך פריקה, הבדלים קטנים יחסית במתח והיכולות שנצפו עבור תאים חוזרים ונשנים עשויים לנבוע מהבדלי מסה קטנים, כמו גם משימוש בתצורת תא thaלא לא לגרום ללחץ אחיד הגיש בקשה לכל אחד מתאים.

diboride נדיום כהאנודה יש בין נפח קיבולת הטעינה הגבוהה ביותר של כל חומר האנודה. פרוטוקול זה מציג שיטה ללימוד החומר המרתק הזה. אבץ מתכתי כבר את חומר האנודה השלטת במערכות עיקריות מימיות בשל אבץ של המתכת הגבוהה שני אלקטרונים נפחית ויכולות אחסון מטען gravimetric של 5.8 קה ל -1 ק&quot;ג ואה 820 -1, בהתאמה. * סוללת אבץ פחמן, המכונה תא Leclanché, הוצג לראשונה בסוף המאה ה -19, המשלב האנודה אבץ עם דו תחמוצת מנגן (אספן נוכחי פחמן) קתודית בכלוריד 1 אלקטרוליט. הסוללה בסיסית המשותפת מנצלת אותו הזוג, אבל מחליפה את האלקטרוליט כלוריד עם אלקטרוליט הידרוקסיד אלקלי מימית. יחד סוללות אבץ פחם ואלקליין מהוות את הרוב המכריע של סוללות ראשוניות נמכר 1. כאשר הקתודה דו תחמוצת מנגן בתא בסיסי מוחלפתעל ידי קתודה אוויר, יכולות אחסון אנרגיה גבוהות יותר באופן משמעותי מושגות. סוללת אבץ אוויר זה מנצל חמצן מהאוויר, והוא נמצא בדרך כלל בסוללות מכשיר שמיעה 1-3. החיפוש שלנו לאחסון סוללה קיבולת גבוהה יותר התמקד בחומרים שיכולים להעביר אלקטרונים מרובים לכל מולקולה 4-11. בין המגוון הרחב של זוגות חיזור יש לנו לחקור, VB 2 בולט כמו האנודה אלקליין יוצאת דופן מסוגלת לשחרר 11 אלקטרונים לVB 2, עם יכולות ונפח של 20.7 gravimetric קה ל -1 ק&quot;ג ו4060 אה -1 בהתאמה. * ב 2004, יאנג והעמיתים דיווחו הזרמת VB 2, אלא גם תעד את התחום המורחב בי VB 2 הוא רגיש לקורוזיה בתקשורת אלקלי 12. בשנת 2007, דיווחנו כי ציפוי בחלקיקי VB 2 מונע קורוזיה 13 זה, שהוביל להפגנה של VB 2 / אוויר בattery בשנת 2008 14. במאמר זה, אנו מציגים פרוטוקול המשמש לבדיקת מערכות חדשות מתכת / אוויר המעסיקות את הטכנולוגיה שפותחה בעבר עבור תא האבץ / אוויר כפי שהוחל על VB 2 / תא אוויר. האנודה nanoscopicVB 2 מוצגת כהאנודה צפיפות הספק גבוה באנרגיה גבוהה מסוגלת להציג תגובת חמצון אחת עשרה ואלקטרון מתקרבת ליכולת הפנימית התיאורטית של 4060 ק&quot;ג אה -1 במתח סוללה מוגבר ויכולת טעינה של סוללה. זוג 2 / אוויר VB משתמש באלקטרוליט בסיסי של KOH / NaOH, ומעסיק אותו הקתודה אוויר החמצן המופקת מתא האבץ / אוויר 1. הקתודה electrocatalyst הפחם אינה נצרכת במהלך פריקה. קיים צורך בהבנה רבה יותר את מערכת אוויר VB 2 / כדי לשפר את ביצועי תא נוסף. את המאפיינים והביצועים של חומרים הננוסקופי VB 2 ניתן לחקור באמצעות tהוא תצורת התא של תא האבץ / אוויר 15,16. ניתן לבצע בדיקות לאלקטרוכימי הננוסקופי VB 2 כדי להשוות את ביצועים באמצעות חיסכון באחוזים בשיעורים שונים.

<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

טכניקה כדי לחקור את התכונות וביצועים של מערכות מתכת / אוויר מרובי אלקטרונים חדשים הסוללה הציעה והציגה. שיטה לסינתזה הננוסקופי VB 2 מוצגת כמו גם הליך צעד אחר צעד ליישום ציפוי תחמוצת זירקוניום לחלקיקי VB 2 לייצוב עם שחרור. תהליך פירוק תאי אבץ / אוויר קיימים מוצג, בבניית תוספת של האלקטרודה עובדת החדשה שתחליף את האנודה תא האבץ / אוויר הקונבנציונלי עם האנודה הננוסקופי VB 2. לבסוף, פריקה של VB השלים 2 / אוויר הסוללה מדווח. אנו מראים כי שימוש בתא האבץ / אוויר כמיטת בדיקה הוא שימושי כדי לספק תצורה עקבית כדי ללמוד את הביצועים של האנודה האנרגיה גבוהה הקיבולת הגבוהה הננוסקופי VB 2.

אלקטרוכימי בדיקות מבוצעת כדי לקבוע את הביצועים של VB 2 / סוללות אוויר. התוצאות שהתקבלו עבור מספר תאים לספק ראיות לשחזור של ביצועי התא. איור 1 משווה VB 2 / סוללות אוויר במהלך 3000 אוהם (משמאל) ו1000 אוהם (מימין) פריקה. שימו לב שהמתח הפריקה, כמו גם את החלק היחסי של 4,060 ק&quot;ג אה -1 יכולת פנימית הוא גבוה יותר עם ​​האנודה הננוסקופי VB 2 בהשוואה לתא האנודה מקרוסקופית VB 2, וכי תא זה גם שומר על יעילות גבוהה יותר בשיעור גבוה יותר (בהשוואה את 1,000 עד 3,000) עם המון אוהם האנודה זה. התיוג של תאים הוא כדלקמן, למשל I-FC000, שבו אני הוא קבוע שרירותי, FC עומד על תא מלא, ו000 הוא מספר הבדיקה. איור 2 מאמת שריק, Zn או Zn / VB פריקת תאים 2 היא כצפוי. איור 3 מציג את zirconia overlayer preseNT על חלקיקי VB 2. איור 4 תמונות שלבים רצופים של סוללת אבץ אוויר / פירוק, ואיור 5 שלבי ייצור האנודה ההחלפה. לבסוף, איור 6 מציג הדבקה נכונה של התא כדי להבטיח קשרים טובים בשניהם האנודה והקתודה להקים תא חותם טוב. האלקטרודה עובדת גם יכולה להיות מפוברקת באמצעות תהליכים חלופיים לשיטה היבשה. לדוגמה, VB 2 עשוי להיות מעורב בפיזור מימית (תרחיף), ולאחר מכן מתחלק באופן שווה על פני חלד האספן הנוכחי, או כפי שניתן לראות באיור 7, לוהק דיסק מוצק VB 2 עם קלסר Kynar בפחית נירוסטה . <img alt="איור 1" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50593/50593fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50593/50593fig1.jpg" /> איור 1. נתונים שהתקבלו לדי איטי יחסיתפעמים scharge (3000 ו -1000 Ω Ω). תאים משתחררים בדרך כלל ב3,000 Ω לספק השוואות בין ניסויים וביצועי תא. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/50593/50593fig2.jpg" /> איור 2. אימות ש675 סוללות ניקו Panasonic אבץ / אוויר לספק מיטת מבחן שימושית עבור האנודה ננו VB2; לעומת האנודה המאקרו VB2 הן תא ריק האנודה (למעלה משמאל), המכיל פחמן האנודה לא רק אריזת VB2 (למטה משמאל) , האנודה עם Zn-שום (ימין למעלה), והאנודה VB2 עם שילוב של אבץ וVB2 (למטה מימין). שמאל למעלה מראה פריקה של אבץ / אוויר תא הרוס לחלוטין ונסגר ללא כל חומר האנודה (תא ריק ריק, אין פחמן וללא VB 2) עם הווה פריקה 2 ננו VB טיפוסי להשוואה. ימני עליון מראה את הפריקה של התא המכיל 20mAh של חומר האנודה האבץ. תא האבץ משמש לvalidate תצורת VB 2 תא ומשתמש באבץ המקורי כפי שהחזיר בחזרה לתא. שמאל למטה מספק דוגמה לפריקה המכילה רק את הכמות המתאימה של פחמן שחור graphitic לפריקה טיפוסית VB 2 עם פריקה 2 ננו VB טיפוסי להשוואה. למטה מימין מראה תא ננו VB 2 עם הנוכחות של אבץ הוסיף בכוונה באנודה, ומישורי פריקת המתח ברורים שנצפו הוא עדות לכך שהאנודה 2-לבד VB אינו מכילה אבץ זיהום משמעותי. הדמות השמאלית מאמתת שהתא הריק מציג גבול עליון של פחות מ -4% מקיבולת האנודה מכילה נמדדה VB 2. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/50593/50593fig3.jpg" /> איור 3. רזולוציה גבוהה SEM תמונה של zirconia מצופה VB 2 &lt;/ תת&gt;. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/50593/50593fig4.jpg" /> איור 4. דרך נכונה לפרק את סוללה אבץ / אוויר עבור VB-2 עצרת האוויר סלולרי. איורים 4 א ו -4 ב להראות תאי מפעל לפני הפתיחה. 4C הדמות ו4d להפגין את החתך ופתיחה של הסוללה הראשוני. 4E איור (למעלה גם כותרת) ו4F איור (תחתון) מספק תצוגה של התא נפתח לפני הסרת החומר לאנודה אבץ. לאחר הסרת הקרום הוא ניקה ומחק כפי שמוצג באיור 4G. איור 4H מציג את האזור שבו האנודה VB 2 היא מפוברקת. <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/50593/50593fig5.jpg" /> איור 5. המצאה של אלקטרודה לעבוד. איור 4 א &lt;/&gt; חזק מספק דוגמה לאופן שזה מוכן. כאשר בונים את האלקטרודות חשוב שאין סדקים או גושים גלויים; פני האלקטרודה אמורה להופיע חלקה כפי שמוצגים באיור 4. <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/50593/50593fig6.jpg" /> איור 6. הדבקה נכונה של תאים להבטחת קשרים טובים בשניהם האנודה ואת הקתודה וחותם טוב בתא. <img alt="איור 7" src="/files/ftp_upload/50593/50593fig7.jpg" /> איור 7. האלקטרודה עובדת גם יכולה להיות מפוברקת באמצעות תהליכים חלופיים לשיטה היבשה. לעיל היא דוגמה של הכנת האנודה יצוקה ננו VB 2 בפחית נירוסטה. * קיבולת נפח פנימית ספציפית מחושבת כNDF / MW, מהמשקל המולקולרי, MW (כגון לZn או VB <sub&gt; 2 מגה = 0.0654 בהתאמה ק&quot;ג או ק&quot;ג 0.0726 מול -1), מספר האלקטרונים שהועברו, (כגון לZn או VB 2 n = 2 או 11), הצפיפות, ד (כגון לZn או VB 2 D = 7.1 ק&quot;ג ליטר ק&quot;ג -1 או 5.1 ליטר -1), ומתמיד של 28.8 אה מול -1 של פאראדיי.

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

פרוטוקול מוצג למחקר רב אלקטרון מתכת / מערכות סוללה אוויר על ידי שימוש בטכנולוגיה קודמת שפותחה עבור תא האבץ / אוויר. בדיקות אלקטרוכימי מבוצעת לאחר מכן על סוללות מפוברקות כדי להעריך את הביצועים.

המצאה של VB<sub&gt; 2</sub&gt; / תאי אוויר לבדיקת אלקטרוכימי

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

Google

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

11.8K Views.  The George Washington University. פרוטוקול מוצג למחקר רב אלקטרון מתכת / מערכות סוללה אוויר על ידי שימוש בטכנולוגיה קודמת שפותחה עבור תא האבץ / אוויר. בדיקות אלקטרוכימי מבוצעת לאחר מכן על סוללות מפוברקות כדי להעריך את הביצועים.

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.

בנייה ובדיקה של תאים מטבע של סוללות ליתיום יון

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.

ייצור ובדיקה של מתנדים optomechanical Microfluidic

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.

תהליך ייצור של מפעילי אלסטומר דיאלקטרי מבוסס סיליקון

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.

חקירת Layer פליטה ספקטרליים Boundary במהלך פולשני חומר בדיקה ב 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.

אלקטרוכימי תחריט ואפיון של נקודות שדה פליטה שארפ עבור יינון אלקטרונים

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.

המצאה של אור לבן פולטות תאים אלקטרוכימיים עם פליטה יציבה מ 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.

לוקליזציה פגם תת קרקעי על ידי חימום מובנה באמצעות לייזר מוקרן Photothermal Thermography

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.

יון ממוקדת קרן פבריקציה נוספת של Nanobatteries המבוסס על LiPON של מצב מוצק ליתיום בחיי עיר בדיקה

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.

ייצור של משטחי מתכת Superhydrophobic עבור יישומים ציפוי אנטי

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.

ייצור של תא אופטי מייבש עבור התאים Spectroscopic ניתוח

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 ...