Name: zinc-sponge battery electrodes that suppress dendrites
Uploaded: 2020-09-29T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Zinc-Sponge Battery Electrodes that Suppress Dendrites at JoVE.com

इस शोध को यूनाइटेड स्टेट्स ऑफिस ऑफ नेवल रिसर्च द्वारा वित्त पोषित किया गया था ।

1. Zn-स्पंज इलेक्ट्रोड बनाने के लिए एक पायस आधारित विधि
<ol><li>100 एमएल ग्लास बीकर में 2.054 मिलियन पानी डालें।</li>
	<li>बीकर में डेकेन का 4.565 एमएल जोड़ें।</li>
	<li>0.1000 ± सोडियम डॉडेक्सिल सल्फेट (एसडीएस) के 0.1000 ग्राम में हिलाओ ज?...

<ol>
	<li>Parker, J. F., 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=Retaining+the+3D+Framework+of+Zinc+Sponge+Anodes+upon+Deep+Discharge+in+Zn-Air+Cells.">Retaining the 3D Framework of Zinc Sponge Anodes upon Deep Discharge in Zn-Air Cells.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 6 (22), 19471-19476 (2014).</li><li>Parker, J. F., Chervin, C. N., Nelson, E. S., Rolison, D. R., Long, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wiring+zinc+in+three+dimensions+re-writes+battery+performance-dendrite-free+cycling.">Wiring zinc in three dimensions re-writes battery performance-dendrite-free cycling.</a> Energy &amp; Environmental Science. 7, 1117-1124 (2014).</li><li>Parker, J. F., 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=Rechargeable+nickel-3D+zinc+batteries:+An+energy-dense,+safer+alternative+to+lithium-ion.">Rechargeable nickel-3D zinc batteries: An energy-dense, safer alternative to lithium-ion.</a> Science. 356 (6336), 415-418 (2017).</li><li>Ko, J. 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=Robust+3D+Zn+sponges+enable+high-power,+energy-dense+alkaline+batteries.">Robust 3D Zn sponges enable high-power, energy-dense alkaline batteries.</a> ACS Applied Energy Materials. 2 (1), 212-216 (2018).</li><li>Hopkins, B. J., 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=Fabricating+architected+zinc+electrodes+with+unprecedented+volumetric+capacity+in+rechargeable+alkaline+cells.">Fabricating architected zinc electrodes with unprecedented volumetric capacity in rechargeable alkaline cells.</a> Energy Storage Materials. 27, 370-376 (2020).</li><li>Hopkins, B. J., 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=Low-cost+green+synthesis+of+zinc+sponge+for+rechargeable,+sustainable+batteries.">Low-cost green synthesis of zinc sponge for rechargeable, sustainable batteries.</a> Sustainable Energy &amp; Fuels. 4, 3363-3369 (2020).</li><li>Yufit, V., 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=Operando+Visualization+and+Multi-scale+Tomography+Studies+of+Dendrite+Formation+and+Dissolution+in+Zinc+Batteries.">Operando Visualization and Multi-scale Tomography Studies of Dendrite Formation and Dissolution in Zinc Batteries.</a> Joule. 3 (2), 485-502 (2019).</li><li>Ashby, M. F., 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=.">.</a> Metal Foams: A Design Guide. , (2000).</li><li>Parker, J. F., Ko, J. S., Rolison, D. R., Long, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translating+Materials-Level+Performance+into+Device-Relevant+Metrics+for+Zinc-Based+Batteries.">Translating Materials-Level Performance into Device-Relevant Metrics for Zinc-Based Batteries.</a> Joule. 2 (12), 2519-2527 (2018).</li><li>Hopkins, B. J., Chervin, C. N., Parker, J. F., Long, J. W., Rolison, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+areal-energy+standard+to+validate+air-breathing+electrodes+for+rechargeable+zinc-air+batteries.">An areal-energy standard to validate air-breathing electrodes for rechargeable zinc-air batteries.</a> Advanced Energy Materials. 10 (30), 2001287 (2020).</li><li>Jayasayee, K., 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=Cold+Sintering+as+a+Cost-Effective+Process+to+Manufacture+Porous+Zinc+Electrodes+for+Rechargeable+Zinc-Air+Batteries.">Cold Sintering as a Cost-Effective Process to Manufacture Porous Zinc Electrodes for Rechargeable Zinc-Air Batteries.</a> Processes. 8 (5), 592 (2020).</li><li>Chamoun, M., 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=.">.</a> NPG Asia Materials. 7, 178 (2015).</li><li>Kang, Z., 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=3D+Porous+Copper+Skeleton+Supported+Zinc+Anode+toward+High+Capacity+and+Long+Cycle+Life+Zinc+Ion+Batteries.">3D Porous Copper Skeleton Supported Zinc Anode toward High Capacity and Long Cycle Life Zinc Ion Batteries.</a> ACS Sustainable Chemistry &amp; Engineering. 7 (3), 3364-3371 (2019).</li><li>Yu, J., 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=Ag-Modified+Cu+Foams+as+Three-Dimensional+Andoes+for+Rechargeable+Zinc-Air+Batteries.">Ag-Modified Cu Foams as Three-Dimensional Andoes for Rechargeable Zinc-Air Batteries.</a> ACS Applied Nano Materials. 2 (5), 2679-2688 (2019).</li><li>Stumpp, M., 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=Controlled+Electrodeposition+of+Zinc+Oxide+on+Conductive+Meshes+and+Foams+Enabling+Its+Use+as+Secondary+Anode.">Controlled Electrodeposition of Zinc Oxide on Conductive Meshes and Foams Enabling Its Use as Secondary Anode.</a> Journal of The Electrochemical Society. 165 (10), 461-466 (2018).</li><li>Stock, D., 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=Design+Strategy+for+Zinc+Anodes+with+Enhanced+Utilization+and+Retention:+Electrodeposited+Zinc+Oxide+on+Carbon+Mesh+Protected+by+Ionomeric+Layers.">Design Strategy for Zinc Anodes with Enhanced Utilization and Retention: Electrodeposited Zinc Oxide on Carbon Mesh Protected by Ionomeric Layers.</a> ACS Applied Energy Materials. 1 (10), 5579-5588 (2018).</li><li>Li, C., 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=Spatially+homogeneous+copper+foam+as+surface+dendrite-free+host+for+zinc+metal+anode.">Spatially homogeneous copper foam as surface dendrite-free host for zinc metal anode.</a> Chemical Engineering Journal. 379, 122248 (2020).</li><li>Zhou, Z., 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=Graphene+oxide-modified+zinc+anode+for+rechargeable+aqueous+batteries.">Graphene oxide-modified zinc anode for rechargeable aqueous batteries.</a> Chemical Engineering Science. 194, 142-147 (2019).</li><li>McDevitt, K. M., Mumm, D. R., Mohraz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+Cyclability+of+ZnO+Electrodes+through+Microstructural+Design.">Improving Cyclability of ZnO Electrodes through Microstructural Design.</a> ACS Applied Energy Materials. 2 (11), 8107-8117 (2019).</li><li>Wang, C., Zhu, G., Liu, P., Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monolithic+Nanoporous+Zn+Anode+for+Rechargeable+Alkaline+Batteries.">Monolithic Nanoporous Zn Anode for Rechargeable Alkaline Batteries.</a> ACS Nano. 14 (2), 2404-2411 (2020).</li><li>Drillet, J. F., 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=Development+of+a+Novel+Zinc/Air+Fuel+Cell+with+a+Zn+Foam+Anode,+a+PVA/KOH+Membrane+and+a+MnO2/SiOC-based+Air+Cathode.">Development of a Novel Zinc/Air Fuel Cell with a Zn Foam Anode, a PVA/KOH Membrane and a MnO2/SiOC-based Air Cathode.</a> ECS Transactions. 28, 13-24 (2010).</li><li>Bozzini, B., 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=Morphological+evolution+of+Zn-sponge+electrodes+monitored+by+in+situ+X-ray+computed+microtomography.">Morphological evolution of Zn-sponge electrodes monitored by in situ X-ray computed microtomography.</a> ACS Applied Energy Materials. , (2020).</li><li>Yang, Q., 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=Do+Zinc+Dendrites+Exist+in+Neutral+Zinc+Batteries:+A+Developed+Electrohealing+Strategy+to+In+Situ+Rescue+In-Service+Batteries.">Do Zinc Dendrites Exist in Neutral Zinc Batteries: A Developed Electrohealing Strategy to In Situ Rescue In-Service Batteries.</a> Advanced Materials. 31, 1903778 (2019).</li><li>Yang, Q., 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=Hydrogen-Substituted+Graphdiyne+Ion+Tunnels+Directing+Concentration+Redistribution+for+Commercial-Grate+Dendrite-Free+Zinc+Anodes.">Hydrogen-Substituted Graphdiyne Ion Tunnels Directing Concentration Redistribution for Commercial-Grate Dendrite-Free Zinc Anodes.</a> Advanced Materials. 32, 2001755 (2020).</li><li>Narayanan, S. R., 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=Materials+challenges+and+technical+approaches+for+realizing+inexpensive+and+robust+iron-air+batteries+for+large-scale+energy+storage.">Materials challenges and technical approaches for realizing inexpensive and robust iron-air batteries for large-scale energy storage.</a> Solid State Ionics. 216, 105-109 (2012).</li><li>Xiong, H., 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=Effects+of+Heat+Treatment+on+the+Discharge+Behavior+of+Mg-6wt.%Al-1wt.%Sn+Alloy+as+Anode+for+Magnesium-Air+Batteries.">Effects of Heat Treatment on the Discharge Behavior of Mg-6wt.%Al-1wt.%Sn Alloy as Anode for Magnesium-Air Batteries.</a> Journal of Materials Engineering and Performance. 26, 2901-2911 (2017).</li><li>Hopkins, B. J., Shao-Horn, Y., Hart, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suppressing+corrosion+in+primary+aluminum-air+batteries+via+oil+displacement.">Suppressing corrosion in primary aluminum-air batteries via oil displacement.</a> Science. 362, 658-661 (2018).</li><li>Hopkins, B. J., Long, J. W., Rolison, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Performance+Structural+Batteries.">High-Performance Structural Batteries.</a> Joule. , (2020).</li></ol>

इन प्रोटोकॉल से जुड़े संशोधनों और समस्या निवारण में ताजा मिश्रित जेडएन पेस्ट को मोल्ड गुहा में भरना शामिल है। हवा की जेब से बचने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए। भरने के बाद या भरने के बाद मोल्ड को टैप करके ?...

रिपोर्ट किए गए निर्माण विधियों का उद्देश्य जिंक (जेडएन) स्पंज इलेक्ट्रोड बनाना है जो डेंड्राइट गठन और आकार परिवर्तन को दबाते हैं। ऐतिहासिक रूप से, इन समस्याओं ने जेडएन बैटरी के चक्र जीवन को सीमित कर दिया है। जिंक-स्पंज इलेक्ट्रोड ने इन मुद्दों को हल किया है, जिससे जेडएन बैटरी को लंबे चक्र वालेजीवन 1,2,3,4,5, 6में सक्षमबनायागयाहै। स्पंज संरचना डेंड्राइट गठन और आकार परिवर्तन को दबा देती है क्योंकि (1) फ्यूज्ड जेडएन फ्रेमवर्क विद्युत रूप से स्पंज की पूरी मात्रा को तारों; (2) छिद्र Zn-स्पंज सतह के पास जस्ता पकड़; और (3) स्पंज एक उच्च सतह क्षेत्र है कि क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट्स 7 में dendrites अंकुरित करने के लिए पहचान मूल्यों सेनीचेस्थानीय वर्तमान घनत्व कम हो जाती है . हालांकि, यदि स्पंज सतह क्षेत्र बहुत अधिक है, तो पर्याप्त जंग5होती है। यदि स्पंज छिद्र बहुत बड़े हैं, तो स्पंज की मात्रा कम होगी5। इसके अलावा, यदि स्पंज छिद्र बहुत छोटे हैं, तो जेडएन इलेक्ट्रोड में डिस्चार्ज के दौरान जेडएन तक पहुंचने के लिए अपर्याप्त इलेक्ट्रोलाइट होगा, जिसके परिणामस्वरूप कम शक्ति और क्षमता5,6होगी।
रिपोर्ट किए गए निर्माण विधियों के पीछे तर्क उचित स्पंज पोरोसिटी और पोर व्यास के साथ ज़ेन स्पंज बनाना है। प्रायोगिक रूप से, हम पाते हैं कि जेडएन 50 से 70% तक पोरोसिटीज के साथ स्पंज और पूर्ण सेल बैटरी में 10 माइक्रोन चक्र के पास पोर व्यास और कम जंग दर5प्रदर्शित करता है। हम ध्यान दें कि वाणिज्यिक धातु फोम के निर्माण के लिए मौजूदा तरीके इन लंबाई तराजू8पर समान मॉर्फोलोजी प्राप्त करने में विफल रहते हैं, इसलिए रिपोर्ट किए गए निर्माण विधियों की आवश्यकता होती है।
विकल्पों पर यहां रिपोर्ट किए गए तरीकों के फायदे स्पंज सुविधाओं के ठीक नियंत्रण और तकनीकी रूप से प्रासंगिक areal-क्षमता मूल्यों5,6,9,10के साथ बड़े, घने जेडएन स्पंज बनाने की क्षमता से विशेषता है। Zn फोम बनाने के लिए वैकल्पिक तरीके 50% के पास स्पंज छिद्रों के साथ तुलनीय 10 माइक्रोन छिद्र बनाने में असमर्थ हो सकते हैं। हालांकि, इस तरह के विकल्पों को बनाने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता हो सकती है क्योंकि वे उच्च तापमान प्रसंस्करण चरणों से बचते हैं। वैकल्पिक प्रक्रियाओं में निम्नलिखित रणनीतियां शामिल हैं: ठंडे सिंटरिंग जेडएन कण11,त्रि-आयामी मेजबान संरचनाओं पर जेडएन जमा करना12,13,14,15,16,17,ज़ेन फॉयल को दो-आयामी फोम 18 में काटना, और स्पि नोडल डिकोपोजिशन19या प्रतिसंवर्तन विघटन20के माध्यम से Zn फोम बनाना।
प्रकाशित साहित्य के व्यापक निकाय में रिपोर्ट किए गए तरीकों का संदर्भ मुख्य रूप से ड्रिलेट एट अल21से काम करके स्थापित किया गया है । उन्होंने शुरुआती रिपोर्ट किए गए त्रि-आयामी में से एक बनाने के लिए असुरक्षित सिरेमिक बनाने के तरीकों को अनुकूलित किया, हालांकि नाजुक, बैटरी के लिए Zn फोम। हालांकि, ये लेखक जेडएन कणों के बीच खराब कनेक्टिविटी के कारण रिचार्जेबिलिटी प्रदर्शित करने में विफल रहे । रिचार्जेबल जेडएन-स्पंज इलेक्ट्रोड से पहले, जेडएन फॉइल इलेक्ट्रोड का सबसे अच्छा विकल्प जेडएन-पाउडर इलेक्ट्रोड था, जिसमें जेडएन पाउडर को जेल इलेक्ट्रोलाइट के साथ मिलाया जाता है। जिंक-पाउडर इलेक्ट्रोड का व्यावसायिक रूप से प्राथमिक क्षारीय बैटरी (जेडएन-एमएनओ2)में उपयोग किया जाता है, लेकिन इसमें खराब रिचार्जेबिलिटी होती है क्योंकि जेडएन कण ज़एन ऑक्साइड (जेडएनओ) द्वारा निष्क्रिय हो जाते हैं, जो स्थानीय वर्तमान घनत्व को बढ़ा सकते हैं जो डेंड्राइट विकास3,22को बढ़ाता है। हम ध्यान दें कि अन्य डेंड्राइट-दमन रणनीतियां हैं जिनमें फोम या स्पंज आर्किटेक्चर23,24शामिल नहीं हैं।
रिपोर्ट Zn-स्पंज निर्माण विधियों एक ट्यूब भट्ठी, हवा और नाइट्रोजन गैस (एन2)के स्रोतों, और एक धुएं हुड की आवश्यकता होती है । सभी चरणों को पर्यावरण नियंत्रण के बिना एक प्रयोगशाला डेस्क पर किया जा सकता है, लेकिन गर्मी उपचार के दौरान ट्यूब फर्नेस से निकास को धूम हुड तक पहुंचाया जाना चाहिए। परिणामस्वरूप इलेक्ट्रोड उच्च areal क्षमता (> 10 mAh सेमीजियो-2) 6में सक्षम रिचार्जेबल Znइलेक्ट्रोड बनाने में रुचि रखने वालों के लिए उपयुक्त हैं ।
पहली रिपोर्ट की गई निर्माण विधि जेडएन-स्पंज इलेक्ट्रोड बनाने के लिए एक पायस-आधारित मार्ग है। दूसरा, एक जलीय आधारित मार्ग है । पायस मार्ग का एक लाभ जेड पेस्ट बनाने की क्षमता है, जब सूख जाता है, तो मोल्ड गुहा से डेमोड करना आसान होता है। एक नुकसान महंगी सामग्री पर अपनी निर्भरता है । जलीय मार्ग के लिए, स्पंज प्रीफॉर्म डेमोल्ड करने के लिए चुनौतीपूर्ण हो सकते हैं, लेकिन यह प्रक्रिया सस्ती और प्रचुर मात्रा में सामग्रियों का उपयोग करती है।
दोनों तरीकों में एक पोरोजेन और चिपचिपाहट बढ़ाने वाले एजेंट के साथ Zn कणों को मिलाना शामिल है। परिणामस्वरूप मिश्रण एन 2 के तहत गर्म कियाजाता है और फिर हवा में सांस लेने (सिंथेटिक हवा नहीं) । एन2के तहत हीटिंग के दौरान, ज़ेन कण एनील और पोरोजेन विघटित होते हैं; श्वास हवा के नीचे, एनील्ड जेडएन कण फ्यूज होते हैं और पोर्गेन जलता है। इन प्रक्रियाओं से धातु के फोम या स्पंज निकलते हैं। जेडएन स्पंज के यांत्रिक और इलेक्ट्रोकेमिकल गुणों को अलग-अलग जेडएन-टू-पोरोजन द्रव्यमान अनुपात, एन2 और हवा के तहत समय गर्म करने और जेडएन और पोर्गेन कणों के आकार और आकार से ट्यून किया जा सकता है।

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Corn starch</td>
			<td>Argo</td>
			<td>Not applicable</td>
			<td>This acts as a porogen and viscosity-enhancing agent.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Decane</td>
			<td>MilliporeSigma</td>
			<td>D901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medium viscosity water-soluble carboxymethyl cellulose (CMC) sodium salt</td>
			<td>MilliporeSigma</td>
			<td>C4888-500G</td>
			<td>This CMC acts primarily as a viscosity-enhancing agent.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Overhead stirrer</td>
			<td>Caframo Lab Solutions</td>
			<td>BDC3030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small cylindrical models for Zn sponges</td>
			<td>VWR</td>
			<td>66014-358</td>
			<td>The caps of the vials can be used as molds.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium dodecyl sulfate</td>
			<td>MilliporeSigma</td>
			<td>436143</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water-insoluble IonSep CMC 52 preswollen carboxymethyl cellulose resin</td>
			<td>BIOpHORETICS</td>
			<td>B45019.01</td>
			<td>This CMC acts as a porogen and viscosity-enhancing agent.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zn powder</td>
			<td>EverZinc</td>
			<td>Custom order</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

zinc-sponge battery electrodes that suppress dendrites

हम जिंक-स्पंज इलेक्ट्रोड बनाने के लिए दो तरीकों की रिपोर्ट करते हैं जो रिचार्जेबल जिंक बैटरी के लिए डेंड्राइट गठन और आकार परिवर्तन को दबाते हैं। दोनों तरीकों में जिंक कणों, कार्बनिक पोर्गेन और चिपचिपाहट बढ़ाने वाले एजेंट से बना पेस्ट बनाने की विशेषता है जिसे एक निष्क्रिय गैस और फिर हवा के नीचे गर्म किया जाता है। निष्क्रिय गैस के नीचे हीटिंग के दौरान, जिंक के कण एक साथ एनील करते हैं, और पोरोजन विघटित हो जाते हैं; हवा के नीचे, जस्ता फ़्यूज़ और अवशिष्ट कार्बनिक जलता है, एक खुली सेल धातु फोम या स्पंज उपज । हम जिंक स्पंज के यांत्रिक और इलेक्ट्रोकेमिकल गुणों को अलग-अलग जिंक-टू-पोरोजेन द्रव्यमान अनुपात, निष्क्रिय गैस और हवा के तहत समय गर्म करने और जिंक और पोरोजेन कणों के आकार और आकार से ट्यून करते हैं। रिपोर्ट किए गए तरीकों का एक लाभ जिंक-स्पंज वास्तुकला को बारीक ट्यून करने की उनकी क्षमता है। जिंक और पोरोजेन कणों का चयनित आकार और आकार पोर संरचना की आकृति विज्ञान को प्रभावित करता है। एक सीमा यह है कि जिसके परिणामस्वरूप स्पंज में पोर संरचनाएं अव्यवस्थित होती हैं जिसके परिणामस्वरूप जिंक (<30%) के कम मात्रा के अंशों पर कम यांत्रिक शक्ति होती है। इन जिंक-स्पंज इलेक्ट्रोड के लिए आवेदन ग्रिड भंडारण, व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनिक्स, इलेक्ट्रिक वाहनों, और इलेक्ट्रिक विमानन के लिए बैटरी शामिल हैं । उपयोगकर्ता जिंक-स्पंज इलेक्ट्रोड को सेपरेटर-भेदी डेनड्राइट्स के गठन के बिना तकनीकी रूप से प्रासंगिक दरों और अरियल क्षमताओं पर निर्वहन की 40% गहराई तक चक्र की उम्मीद कर सकते हैं।

जिसके परिणामस्वरूप, पूरी तरह से गर्मी का इलाज किया जाता है, पायस आधारित Zn स्पंज में 2.8 ग्राम∙ सेमी-3 का घनत्व होता है जबकि जलीय-आधारित स्पंज 3.3 ग्राम∙ सेमी-3तक पहुंचते हैं। हवा के नीचे हीटिंग के दौरा...

Watch this Scientific Journal Video about Zinc-Sponge Battery Electrodes that Suppress Dendrites at JoVE.com

Zinc-Sponge Battery Electrodes that Suppress Dendrites

रिपोर्ट किए गए प्रोटोकॉल का लक्ष्य रिचार्जेबल जिंक-स्पंज इलेक्ट्रोड बनाना है जो डेंड्राइट्स को दबाते हैं और जिंक बैटरी में बदलाव को आकार देते हैं, जैसे निकेल-जिंक या जिंक-एयर ।

जिंक-स्पंज बैटरी इलेक्ट्रोड जो डेंड्राइट्स को दबाते हैं

We report two methods to create zinc-sponge electrodes that suppress dendrite formation and shape change for rechargeable zinc batteries. Both methods are ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Reductive Electropolymerization of a Vinyl-containing Poly-pyridyl Complex on Glassy Carbon and Fluorine-doped Tin Oxide Electrodes

बेजान कार्बन और फ्लोरीन-डाल दिया गया टिन ऑक्साइड इलेक्ट्रोड पर एक विनील युक्त पाली pyridyl परिसर की reductive Electropolymerization

Controllable electrode surface modification is important in a number of fields, especially those with solar fuels applications. Electropolymerization is ...

A Colorimetric Assay that Specifically Measures Granzyme B Proteolytic Activity: Hydrolysis of Boc-Ala-Ala-Asp-S-Bzl

Boc-अला-अला-ASP-एस-Bzl की hydrolysis: एक वर्णमिति विशेष रूप से granzyme बी proteolytic गतिविधि उपाय है कि परख

The serine protease Granzyme B (GzmB) mediates target cell apoptosis when released by cytotoxic T lymphocytes (CTL) or natural killer (NK) cells. GzmB is ...

Metal-silicate Partitioning at High Pressure and Temperature: Experimental Methods and a Protocol to Suppress Highly Siderophile Element Inclusions

प्रयोगात्मक विधियों और अति Siderophile तत्व Inclusions को दबाने के लिए एक प्रोटोकॉल: उच्च दबाव और तापमान में धातु सिलिकेट विभाजन

Estimates of the primitive upper mantle (PUM) composition reveal a depletion in many of the siderophile (iron-loving) elements, thought to result from ...

A Protocol for Electrochemical Evaluations and State of Charge Diagnostics of a Symmetric Organic Redox Flow Battery

विद्युत मूल्यांकन और एक सममित कार्बनिक redox प्रवाह बैटरी का चार्ज निदान के राज्य के लिए एक प्रोटोकॉल

Redox flow batteries have been considered as one of the most promising stationary energy storage solutions for improving the reliability of the power grid ...

Simple Methods for the Preparation of Non-noble Metal Bulk-electrodes for Electrocatalytic Applications

इलेक्ट्रोकाटैटिक अनुप्रयोगों के लिए गैर-महान धातु बल्क-इलेक्ट्रोड की तैयारी के लिए सरल तरीके

The rock material pentlandite with the composition Fe4.5Ni4.5S8 was synthesized via high temperature synthesis from the elements. The structure and ...

Accelerating Rate Calorimetry and Complementary Techniques to Characterize Battery Safety Hazards

The hazards associated with lithium-based battery chemistries are well-documented due to their catastrophic nature. Risk is typically qualitatively ...

Fabrication of Thin Film Silver/Silver Chloride Electrodes with Finely Controlled Single Layer Silver Chloride

पतले नियंत्रित एकल परत रजत क्लोराइड के साथ पतली फिल्म सिल्वर/सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड का निर्माण

This paper aims to present a protocol to form smooth and well-controlled films of silver/silver chloride (Ag/AgCl) with designated coverage on top of thin ...