Materjali organosilicon: il-"gwardjani inviżibbli" tal-industriji l-ġodda tal-enerġija u l-ħażna tal-enerġija.
L-organosilicon bla preżunzjoni qed iqajjem rivoluzzjoni tal-materjali fil-qasam tal-enerġija l-ġdid!
Fl-industrija tal-enerġija ġdida li qed tikber tal-lum, filwaqt li aħna niffukaw fuq id-densità tal-enerġija tal-batterija u l-effiċjenza tal-konverżjoni fotovoltajka, tip ta '"materjal inviżibbli" qed jissalvagwardja bis-skiet is-sigurtà u l-istabbiltà ta' sistemi tal-enerġija ġodda-materjali organosilicon. Mill-inkapsulament fotovoltajku għall-ġestjoni termali tal-batterija, minn addittivi tal-elettroliti għall-protezzjoni tal-buffer, organosilicon, bl-istruttura u l-proprjetajiet molekulari uniċi tiegħu, sar materjal ewlieni indispensabbli fil-qasam tal-enerġija l-ġdid.
L-"Anġlu tal-Gwardjan" ta 'l-Industrija Fotovoltajka: Materjali ta' Inkapsulament Organosilicon
Fil-qasam fotovoltajku, il-moduli huma esposti għal barra għal perjodi estiżi, u jiffaċċjaw sfidi multipli inklużi radjazzjoni ultravjola, varjazzjonijiet fit-temperatura u korrużjoni tal-umdità. It-tim tal-Kimika tal-Enerġija tal-Polymer fl-Università Normali ta' Gannan reċentement żviluppa materjal ta' inkapsulament tal-elastomer tal-organosilicon ta' prestazzjoni għolja-. Dan mhux biss imexxi l-innovazzjoni fit-teknoloġija tal-inkapsulament taċ-ċelluli fotovoltajċi iżda jsolvi wkoll b'mod effettiv l-isfidi ewlenin relatati mar-ritardanza tal-fjammi, il-ħbiberija ambjentali u r-reżistenza għall-ilbies.
Il-valur ta 'dan il-materjal ta' inkapsulament jinsab mhux biss fil-protezzjoni tiegħu iżda wkoll fil-kapaċità tiegħu li jtejjeb l-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija. Riċerkaturi fl-Università ta 'Sichuan żviluppaw kisi ultra-tiżloq, li jnaddaf waħdu-ibbażat fuq reżina tas-silikon u żejt tas-silikon tal-metil, li jista' jiġi applikat fuq il-wiċċ ta 'pannelli fotovoltajċi. Dan il-kisi mhux biss huwa idrofobiku (b'angolu statiku ta 'kuntatt ta' l-ilma sa 109 grad), iżda jippossjedi wkoll trasmittanza ottika eċċellenti, li tista 'ttejjeb l-effiċjenza inizjali taċ-ċelloli solari b'0.18%. Saħansitra aktar sorprendenti, il-prestazzjoni tal-kisi tibqa' essenzjalment mhux mibdula anke wara 100 ċiklu ta' illustrar b'sandpaper 400-grit.
"Firewall" għas-sigurtà tal-batterija: Materjali ta 'ġestjoni u protezzjoni termali Organosilicon
Ir-runaway termali tal-batterija huwa l-akbar sfida tas-sikurezza li qed jiffaċċjaw vetturi tal-enerġija ġodda u power stations tal-ħażna tal-enerġija. Meta batterija waħda tesperjenza runaway termali, il-prevenzjoni tal-propagazzjoni tas-sħana u t-twaqqif tat-tixrid tan-nar issir sfida teknoloġika ewlenija.
Il-proġett "Riċerka u Żvilupp ta 'Konduttività Termali Għolja u Materjali Organosilicon Multifunzjonali ta' Insulazzjoni qawwija" imniedi reċentement mill-Università tat-Teknoloġija ta 'Wuhan investa 10.94 miljun wan biex jegħleb it-teknoloġiji ewlenin ta' materjali ta 'ġestjoni termali. Dan il-materjal se jissodisfa fl-istess ħin ir-rekwiżiti doppji ta 'konduttività termali għolja u insulazzjoni qawwija, li jipprovdi soluzzjoni għad-dissipazzjoni tas-sħana minn batteriji tal-enerġija u jipprevjeni ċirkwiti qosra.
Il-"buffer" tal-modulu tal-batterija: kisba kemm ħfief kif ukoll ta 'sikurezza
Fil-moduli tal-batterija, huwa meħtieġ buffer pad bejn iċ-ċellula tal-batterija u l-pjanċa tat-tarf tal-modulu biex twettaq funzjonijiet multipli bħal buffering mekkaniku, assistenza ta 'ġestjoni termali, u protezzjoni ta' insulazzjoni elettrika. Il-manifattura ta 'pads buffer tal-polyurethane hija inseparabbli mill-"kontroll preċiż" ta' żejt tas-silikon speċjali.
Żejt tas-silikonju speċjalizzat jaġixxi bħala "regolatur taċ-ċelluli" u "stabilizzatur tal-interface" fil-proċess tar-ragħwa tal-polyurethane. Billi tikkontrolla b'mod preċiż it-tensjoni interfaċjali tal-gass-likwidu, tippermetti li mijiet ta' miljuni ta' bżieżaq ta' daqs mikron-jinnukleaw u jikbru b'mod uniformi u ordnat, u żżid ir-rata taċ-ċelluli magħluqa-għal aktar minn 92%. L-esperimenti juru li wara li żżid żejt tas-silikonju speċjalizzat, id-dijametru medju tal-pori naqas minn 450 μm għal 280 μm, u d-devjazzjoni standard tad-distribuzzjoni tad-daqs tal-pori tnaqqset b'40%.
Dan il-kontroll preċiż mhux biss iwassal għal ottimizzazzjoni strutturali iżda wkoll titjib fil-prestazzjoni. Is-sett tal-kompressjoni tal-buffer pad li fih żejt tas-silikonju speċjali naqas minn 18.7% għal 9.3% wara 1000 siegħa f'85 grad, filwaqt li t-temperatura tal-bidu tad-dekompożizzjoni termali żdiedet minn 275 grad għal 298 grad. Aktar importanti minn hekk, fl-ittestjar tal-kompatibilità tal-elettroliti, ir-rata tal-bidla tal-massa tal-buffer pad modifikat b'żejt tas-silikonju speċjali kienet biss -0.03%, filwaqt li materjali ordinarji wrew trab tal-wiċċ u qsim.
"Stabbilizzatur" għal batteriji ta'-vultaġġ għoli: Addittivi tal-elettroliti Organosilicon
Hekk kif il-batteriji tal-litju-jone jimxu lejn vultaġġi ogħla, l-elettroliti tradizzjonali huma suxxettibbli għal dekompożizzjoni taħt vultaġġ għoli, li jaffettwaw il-prestazzjoni tal-batterija. Riċerkaturi fl-Università ta 'Hubei skoprew li l-użu ta' bis(trimethylsiloxymethylsilane) (HTMS) bħala addittiv ta' vultaġġ għoli - jista 'jsolvi b'mod effettiv din il-problema.
Ir-rabtiet tas-silikon-ossiġnu (Si-O) fl-HTMS jistgħu jorbtu ma' prodotti aċidużi fl-elettrolit, u jnaqqsu l-korrużjoni tagħhom tal-materjal tal-katodu. Fl-istess ħin, flimkien mal-karbonat tal-fluworoetilene (FEC), jiġi ffurmat bejn l-elettrodu u l-elettrolit saff ta 'interface ta'-reżistività baxxa li jkun fih fluworidu tal-litju u komposti ta 'organosilicon. Batteriji Li/LNMO li jużaw din it-teknoloġija jżommu kapaċità għolja ta '120.78 mAh/g wara 100 ċiklu f'1C taħt vultaġġ għoli ta' 5V. Saħansitra aktar impressjonanti, f'temperatura baxxa ta '-20 grad, il-batterija għadha żżomm kapaċità speċifika ta' 103.96 mAh/g wara 200 ċiklu f'1C, li tegħleb b'mod sinifikanti l-elettroliti tradizzjonali.
Prospett Futur: Il-Potenzjal Illimitat tal-Organosilicon fil-Qasam tal-Enerġija Ġdid
Mill-imballaġġ fotovoltajku għall-ġestjoni termali tal-batterija, minn addittivi tal-elettroliti għal protezzjoni tal-buffer, materjali organosilicon qed isiru materjal ewlieni indispensabbli fl-industrija tal-enerġija l-ġdida minħabba r-reżistenza eċċellenti ta 'temperatura għolja u baxxa tagħhom, insulazzjoni elettrika, stabbiltà kimika u disinn.
Fil-futur, bl-iżvilupp kontinwu ta 'vetturi tal-enerġija ġodda, power stations tal-ħażna tal-enerġija, ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka, u oqsma oħra, ir-rekwiżiti għall-prestazzjoni tal-materjal se jsiru aktar stretti. Konduttività termali għolja, insulazzjoni qawwija, reżistenza għal vultaġġ għoli, u reżistenza għat-temperatura għolja se jsiru direzzjonijiet importanti ta 'żvilupp għal materjali organosilicon. Kif muri mill-proġett fl-Università tat-Teknoloġija ta 'Wuhan, permezz ta' disinn molekulari preċiż u ottimizzazzjoni tal-formulazzjoni, materjali organosilicon huma mistennija li jiksbu skoperti industrijalizzazzjoni fi żmien 1-sentejn, li jipprovdu materjali affidabbli u bi prezz baxx prodotti domestikament għall-industrija tal-enerġija ġdida ta 'pajjiżi.
F'din ir-rivoluzzjoni tal-enerġija ġdida, il-materjali tal-organosilicon jistgħu ma jkunux l-aktar protagonisti li jgħammxu, iżda huma l-"eroj inviżibbli" li jissalvagwardjaw is-sigurtà u l-istabbiltà fis-skiet tas-sistema. Bl-avvanz kontinwu tax-xjenza tal-materjali, dan il-"gwardjan inviżibbli" se jkollu rwol dejjem aktar importanti fil-qasam tal-enerġija ġdida.
