모래 양극을 사용한 리튬 이온 배터리. 무료 기술 라이브러리 뉴스

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모래 양극이 있는 리튬 이온 배터리

13.07.2014

현대의 리튬 이온 배터리에는 흑연 양극이 있으며 그 성능은 많은 사람들에게 만족스럽지 않습니다. 이러한 배터리가 장착된 스마트폰은 종종 매일 충전해야 합니다.

캘리포니아 대학교 리버사이드 번즈 공과대학의 과학자들이 모래 양극을 가진 리튬 이온 배터리를 만들었습니다. 실험에는 석영 함량이 최대인 모래를 사용하였다. 과학자들은 모래를 가루 같은 농도로 갈아서 마그네슘과 갈은 소금 결정을 첨가한 후 혼합물을 가열했습니다. 염이 열을 흡수하고 마그네슘이 석영에서 산소를 제거함에 따라 순수한 실리콘이 형성되었습니다.

동시에 생성된 나노 입자는 많은 수의 기공으로 인해 구조가 스펀지와 유사했습니다. 높은 다공성은 또한 리튬 이온이 증가된 속도로 세공을 통과하기 때문에 양극의 품질을 향상시킬 수 있습니다.

이 물질로 만든 양극은 동전 크기의 리튬 이온 배터리에서 테스트되었습니다. 과학자들은 모래로 만든 양극이 있는 배터리를 사용하면 XNUMX일에 한 번만 스마트폰을 충전할 수 있다고 말합니다.

이제 개발자들은 더 큰 배터리 디자인을 개발할 뿐만 아니라 산업적 규모로 나노실리콘을 생산하는 방법을 찾을 것입니다.

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우주선을 위한 우주 에너지 08.05.2024

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Casimir 토크 값이 측정됩니다. 07.01.2019

메릴랜드 대학의 연구원들은 과학 역사상 처음으로 물리적 효과의 가치를 측정하는데 성공했습니다. 물리적 효과의 가치는 40년 전에 예측되었으며 카시미르 토크라고 합니다. 크기가 XNUMX마이크론 이하인 두 개의 작은 입자가 깊은 진공에서 서로 매우 가깝게 배치될 때 서로 끌어당기며 이러한 인력의 효과를 카시미르 효과라고 합니다. Casimir 토크는 이 현상과 관련이 있으며 동일한 양자 전자기 효과에 의해 발생합니다. Casimir 토크의 영향으로 진공 상태에서 금속 물질의 표면 근처에 위치한 작은 입자가 회전하기 시작합니다. 그러나 카시미르 토크에 의해 발생하는 힘은 너무 작아 최근까지 그 절대값을 측정하는 것이 매우 어려웠습니다.

측정을 수행하기 위해 과학자들은 복잡한 설정을 만들어야 했으며 그 중 민감한 요소는 액정 디스플레이에 사용되는 것과 유사한 결정인 액정입니다. 액정은 더 큰 고체 결정의 표면에서 불과 10나노미터 떨어진 곳에 위치했습니다. 액정 이동 기록계는 액정의 광축 위치를 정확하게 측정하는 데 사용할 수 있는 특수 편광 현미경이었습니다.

액정은 외부 힘의 영향에 극도로 민감하고 액정을 통과하는 빛을 편광한다는 사실로 인해 언제든지 정확한 위치를 결정할 수 있기 때문에 이상적인 센서입니다. 편광 현미경은 결정 자체의 축 위치에 따라 액정의 각 픽셀을 밝은 점 또는 어두운 점으로 봅니다. 그리고 이 위치가 변경되면 픽셀의 밝기가 변경되어 현미경으로 즉시 기록됩니다.

과학자들은 Casimir의 토크에 의해 생성된 정확한 힘을 측정하기 위해 여러 유형의 입자와 결정을 사용했습니다. 이러한 힘은 입자가 만들어지는 재료의 종류에 크게 의존하는 것으로 밝혀졌으며 각 재료는 이러한 힘의 관점에서 고유한 "특징"을 가지고 있습니다.

카시미르 효과와 관련된 힘의 정확한 값을 아는 것은 과학적 관점에서 뿐만 아니라 중요합니다. 카시미르 효과와 토크력은 나노 크기의 부품과 작은 기계의 조립품에 동력을 공급하는 데 사용될 수 있으며, 이는 다시 더 큰 규모의 기계 및 메커니즘의 조립품이 될 수 있습니다. "기존 기계에서는 모터, 크랭크 샤프트, 카단 샤프트 등을 사용하여 토크가 생성되고 전달됩니다." - 연구원들은 "카시미르 토크는 나노 수준에서 모든 동일한 일을 할 수 있습니다."라고 썼습니다.

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