Name: fabrication of vb2/air cells for electrochemical testing
Uploaded: 2013-08-05T01:00:00
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저자는이 프로젝트를 자금에 대한 국립 과학 재단 (National Science Foundation) 상 1,006,568을 인정하고 싶습니다.

1. 제조 나노 VB 2 나노 크기 VB 2 직접 1:2 몰 배급에서 볼 밀링을 통해 원소 바나듐과 붕소의 합성. <ol><li> 50 ML 텅스텐 탄화물 맷돌 항아리와 열 10 mm 텅스텐 카바이드 볼을 청소합니다. ° C 1 시간 동안 모든 물을 보장하기 위해 100에 오븐에서 공기를 아래 건조 증발. </li><li> 잔류 물이 표시되는 경우 단계 1.1를 반복 잔류 유지를 지키기 위하여 밀링 항아리의 내...

<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>

이런 식으로 VB 2 / 공기 전지의 건설은 새로운 높은 용량의 배터리에 대한 가능성을 허용, 발생하는 분자 전하 이동 당 열한 전자를 연구하고 조사 할 수있는 기능을 제공합니다. 경우 얻어진 결과는 뚜껑에 활성 물질의도 분산이 있다는 것을, 아연 양극 재료의 모든 배터리를 제거되었는지 확인, 재현 가능한 결과를 보여주지 않고, 세포가 제대로 누출없이 접착됩니다. 문제가 계속 발생?...

양극으로 바나듐 이붕 모든 양극 재료의 높은 체적 충전 용량 사이에있다. 이 프로토콜은이 매혹적인 물질을 연구하는 방법을 소개합니다. 금속 아연으로 인해 아연 금속의 고 두 전자 체적 5.8 KAH L -1 각각 820 아아 kg -1의 중량 전하 저장 용량에 수성 기본 시스템의 주된 양극 재료이다.로 알려진 * 아연 - 탄소 전지, Leclanché 세포는 처음 염화물 전해질 1 이산화망간 (탄소 컬렉터 전류) 음극에 아연 양극을 결합, 19 세기에 도입되었다. 일반적인 알카라인 배터리는 같은 몇 가지를 사용하지만, 알칼리 수산화물 전해질로 염화 전해질을 대체합니다. 함께 아연 - 탄소와 알카라인 배터리는 기본 배터리의 대부분을 구성하는 1 판매. 알카라인 셀에 이산화망간 양극 교체시공기 음극으로, 실질적으로 높은 에너지 저장 용량을 얻을 수 있습니다. 이 공기 아연 전지는 공기에서 산소를 사용하며 일반적으로 1-3 보청기 배터리에서 찾을 수 있습니다. 높은 용량의 배터리 저장을위한 우리의 검색 분자 4-11 당 여러 개의 전자를 전송할 수있는 물질에 초점을 맞추고있다. 우리는 탐험 산화 환원 쌍의 다양한 가운데, VB 2는 각각 -1 kg 20.7 KAH L -1와 4060 아의 체적과 중량 용량으로, VB 2 당 11 전자를 방출 할 수있는 특별한 알칼리 양극을 의미합니다. *는에 2004 년 양 및 동료 VB 2의 배출을보고, 또한 VB 2 알칼리 미디어 12 부식에 감염되는 확장 된 도메인을 문서화. 2007 년, 우리는 VB 2 입자 코팅 VB 2 / 공기 B의 시범에 이르는이 부식 13을 방지보고2008 14 attery. 본 논문에서, 우리는 VB 2 / 공기 전지에 적용되는 이전 아연 / 공기 전지 개발 기술을 이용한 새로운 금속 / 공기 시스템을 조사하는 데 사용하는 프로토콜을 제시한다. nanoscopicVB 2 양극 4060 아의 이론적 고유의 능력을 접근 열한 전자 산화 반응을 전시 할 수있는 고 에너지 고출력 밀도 양극으로 표시되는 증가 된 배터리 전압 및 배터리 부하 능력에 -1 kg. VB 2 / 공기 부부는 아연 / 공기 전지 (1)에서 추출한 같은 산소 공기 음극을 채용, KOH / NaOH를 알칼리 전해액을 사용합니다. 탄소 전극의 음극 방전하는 동안 소모되지 않습니다. 추가로 전지 성능을 향상시키기 위해 더 큰 이해의 순서 VB 2 / 공기 시스템에 대한 필요성이 존재한다. 나노 크기 VB 2 재료의 특성과 성능은 t를 사용하여 탐색 할 수 있습니다아연 / 공기 전지 15,16의 그 셀 구성. 전기 테스트는 나노 크기 VB 2 수행 할 수 있습니다 다양한 속도 %의 효율을 통해 성능을 비교한다.

<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

새로운 멀티 전자 금속 / 공기 전지 시스템의 특성과 성능을 조사하는 기법을 제안 표시됩니다. 나노 크기 VB 2 합성 방법은 방전시 안정화를위한 VB 2 입자 산화 지르코늄 코팅을 적용뿐만 아니라 단계별 절차로 표시됩니다. 기존의 아연 / 공기 세포를 분해하는 과정은 나노 크기 VB 2 양극으로 기존의 아연 / 공기 전지 양극을 대체 할 새로운 작업 전극의 추가 건설에 표시됩니다. 마지막으로, 완성 된 VB 2 / 공기 전지의 방전이보고됩니다. 우리는 테스트 베드로서 아연 / 공기 전지를 사용하여 높은 에너지 고용량 나노 크기 VB 2 양극의 성능을 연구하는 일관된 구성을 제공하는 데 유용합니다 것을 보여줍니다.

전기 테스트는 VB 2 / 공기 전지의 성능을 결정하기 위해 수행됩니다. 여러 셀에서 얻은 결과는 전지 성능의 재현성에 대한 증거를 제공합니다. 그림 1은 3000 옴 (왼쪽)와 1,000 옴 (오른쪽) 방전되는 동안 VB 2 / 에어 배터리를 비교합니다. 방전 전압뿐만 아니라, 4,060 아의 비율은 -1 고유의 능력을 kg 것을 참고 거시적 VB 2 양극 세포에 비해 나노 크기 VB 2...

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Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

프로토콜은 아연 / 공기 전지 개발 이전 기술을 사용하여 여러 전자 금속 / 공기 배터리 시스템을 연구하기 위해 제공됩니다. 전기 테스트 후 성능을 평가하기 위해 제작 된 배터리에서 수행됩니다.

VB의 제작<sub&gt; 2</sub전기 테스트를위한&gt; / 공기 전지

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

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