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核磁共振揭示储能材料的工作原理

能源生产和储能相关的应用需要一些当今最复杂的材料开发措施,以满足效率和可靠性的要求。

我们的许多电子设备,从笔记本电脑到智能手机,都是由可充电的锂离子(Li-ion)电池驱动的,而且它们也可能很快地扩展到许多其他领域,比如运输业中电动汽车的开发和采用。新材料不断被开发出来,改变了人类捕获、传输和储存能量的方式。

Clare Grey

剑桥大学的英国化学家Clare Grey率先使用核磁共振(NMR)波谱对电池进行优化,她的研究被看作对实现欧盟在2050年前气候中立的既定目标的重要贡献。

Grey博士目前专注于研究具有成本效益和持久性的可再生资源电力储存系统。目前的电池,如智能手机等移动设备中的电池,通常寿命很短。即使是现代的电动汽车也有7到10年的寿命。Grey博士的研究着眼于推进使用可再生能源的新电池技术,并延长其寿命。

Grey博士和她的团队正致力于开发一种新型电池:锂空气电池,它使用空气中的氧气作为锂的试剂,使电池的能量密度增加10倍。锂空气电池可以创造一个可持续的、气候友好的能源供应方案,这将改变现有的游戏规则。

Clare Grey,英国剑桥大学化学系教授,主攻电池和燃料电池研究

 

Gillian Goward

加拿大安大略省Mc Master大学Gillian Goward的研究小组旨在将先进的固体核磁共振技术与电化学表征相结合,用于研究作为化学动力源的相关材料。质子交换膜燃料电池(PEM-FC)和二次锂离子电池提供了环保的能源替代品。固体核磁共振在调查质子交换膜燃料电池中的质子和锂离子充电电池中的锂离子方面的独特优势尚未得到充分开发,这可以被认为是这两个系统的主力。固体核磁共振因其能够提供关于结构和动力学的特定地点的信息而闻名。诸如氢键、离子导电性和聚合物链排序或移动性等过程和相互作用可以得到有效探测。近年来,固体核磁共振领域的技术和方法得到了快速发展,这让更广泛的材料问题得以解决。

Gillian Goward,加拿大Mc Master大学化学系教授,专攻储能研究