Name: fabrication of vb2/air cells for electrochemical testing
Uploaded: 2013-08-05T01:00:00
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Gli autori desiderano ringraziare la National Science Foundation Award 1006568 per il finanziamento di questo progetto.

1. Preparazione Nano-VB 2 Nanoscopica VB 2 è direttamente sintetizzato da vanadio e boro elementare via palla-fresatura in un neo razione 01:02. <ol><li> Pulire un ml di carburo di tungsteno vasetto 50 fresatura e dieci da 10 mm in carburo di tungsteno palle. Secco sotto aria in stufa a 100 ° C per 1 ora per assicurare tutta l&#39;acqua è evaporata. </li><li> Pulire l&#39;interno del vaso di fresatura per assicurare nessun residuo rimane, ripetere il punto 1.1, se ...

<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>

Costruzione della VB 2 / batteria aria in questo modo offre la possibilità di studiare e di sondare gli undici elettroni per il trasferimento di carica molecola che si verifica, consentendo la possibilità di una nuova batteria ad alta capacità. Risultati ottenuti se non dimostrano risultati riproducibili, garantire che tutto il materiale anodo di zinco è stato rimosso dalla batteria, che vi sia una dispersione di materiale attivo anche sul tappo, e che le celle siano correttamente incollati senza perdite....

Vanadio diboride da anodo ha tra la più alta capacità di carica volumetrica di qualsiasi materiale anodico. Questo protocollo introduce un metodo per lo studio di questo affascinante materiale. Zinco metallico è stato il materiale anodico predominante nei sistemi acquosi primari a causa dell&#39;alta volumetrico a due elettroni del metallo dello zinco e gravimetrici capacità di stoccaggio di carica di 5,8 Kah L -1 e 820 Ah kg-1, rispettivamente. * La batteria zinco-carbone, noto come la cella Leclanché, è stato introdotto nel 19 ° secolo, che combina un anodo di zinco con biossido di manganese (corrente di collettore in carbonio) catodo in un cloruro di elettrolita 1. La batteria alcalina comune utilizza la stessa coppia, ma sostituisce l&#39;elettrolita cloruro con un alcali acquosi idrossido elettrolita. Insieme batterie zinco-carbone e alcaline comprendono la maggior parte di batterie primarie venduto 1. Quando il catodo diossido di manganese nella cella alcalina è sostituitada un catodo aria, sostanzialmente più elevate capacità di accumulo di energia sono realizzati. Questa batteria zinco-aria utilizza l&#39;ossigeno dell&#39;aria, e si trova comunemente nelle batterie di apparecchi acustici 1-3. La nostra ricerca di maggiore capacità di stoccaggio della batteria si è concentrata su materiali che possono trasferire più elettroni per molecola 4-11. Tra la grande varietà di coppie redox abbiamo esplorato, VB 2 si distingue come un anodo alcalina straordinario in grado di rilasciare 11 elettroni per VB 2, con volumetrici e gravimetrici capacità di 20,7 Kah L -1 e 4060 Ah kg-1, rispettivamente. * In 2004 Yang e colleghi hanno riferito lo scarico di VB 2, ma anche documentato il dominio esteso in cui VB 2 è soggetto alla corrosione in mezzi alcalini 12. Nel 2007, abbiamo riportato che un rivestimento sulle due particelle VB impedisce questo corrosione 13, portando a dimostrazione della VB 2 / aria battery nel 2008 14. In questo articolo presentiamo un protocollo utilizzato per studiare nuovi sistemi metallo / aria che impiegano la tecnologia precedentemente sviluppata per la cella zinco / aria come applicato al VB 2 / cella d&#39;aria. Un nanoscopicVB 2 anodo è presentato come un anodo ad alta densità di energia ad alta potenza in grado di esibire una reazione di ossidazione di undici elettrone si avvicina alla capacità teorica intrinseca di 4060 Ah kg-1 a maggior tensione della batteria e la capacità di carico della batteria. La VB 2 / aria coppia utilizza un elettrolita alcalino di KOH / NaOH, impiegando lo stesso catodo ossigeno dell&#39;aria estratta dal zinco / aria cella 1. Il electrocatalyst catodo di carbonio non viene consumato durante la scarica. Esiste la necessità di una maggiore comprensione della VB 2 / sistema di aria al fine di migliorare ulteriormente le prestazioni della cella. Le proprietà e le prestazioni di nanoscopica VB 2 materiali possono essere esplorati usando tconfigurazione della cella egli dello zinco / aria cellula 15,16. Prova elettrochimica può essere eseguita per nanoscopica VB 2 per confrontare le prestazioni attraverso l&#39;efficienza per cento a tassi diversi.

<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

Una tecnica per studiare le proprietà e le prestazioni dei nuovi sistemi di batteria di multi-elettrone del metallo / aria viene proposto e presentato. Metodo di sintesi nanoscopica VB 2 si presenta così come procedura passo-passo per l&#39;applicazione di un rivestimento di ossido di zirconio per le due particelle VB per la stabilizzazione upon scarico. Il processo per smontaggio celle zinco / aria esistenti è mostrato, in aggiunta costruzione del nuovo dell&#39;elettrodo di lavoro per sostituire il convenzionale zinco / aria anodo della cella con un nanoscopica VB 2 anodo. Infine, scarico della completato VB 2 / batteria aria è segnalato. Mostriamo che utilizzare la cella zinco / aria come un letto di prova è utile fornire una configurazione coerente per studiare le prestazioni del alta energia elevata capacità nanoscopica VB 2 anodo.

Test elettrochimica viene eseguita per determinare le prestazioni di VB 2 / aria batterie. I risultati ottenuti per le celle multiple forniscono la prova per riproducibilità delle prestazioni cella. Figura 1 confronta la VB 2 / aria batterie durante una 3,000 ohm (sinistra) e 1000 ohm (destra) scarico. Si noti che la tensione di scarica, nonché la frazione del 4.060 Ah kg -1 di capacità intrinseca è superiore con la nanoscopica VB 2 anodo rispetto al VB <s...

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Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

Un protocollo è presentato a studiare metallo multi-elettrone / sistemi di batteria aria usando tecnologia precedente sviluppata per la cella zinco / aria. Test elettrochimico viene quindi eseguita su batterie fabbricate per valutare le prestazioni.

Fabbricazione di VB<sub&gt; 2</sub&gt; / Air Cells per Elettrochimica Testing

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

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Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

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