شرکت جدید مواد Zhejiang Runhui ، Ltd
شرکت New Material Zhejiang Runhui ، Ltd ، یک مبتکر برجسته در مواد پیشرفته مستقر در استان ژجیانگ ، از زمان تأسیس خود خود را به عنوان پیشگام در فناوری Airgel تأسیس کرده است. این شرکت با تمرکز بر تحقیق ، توسعه و تولید مواد ویژه کاغذی و راه حل های عایق بندی هوایی ، از موسسات تحقیقاتی علمی کلیدی در ژجیانگ استفاده می کند تا نوآوری را هدایت کند. نمونه کارها محصولات آن شامل پتوها ، پانل ها ، پارچه ها و پودرها است که هر یک برای رعایت استانداردهای با کارایی بالا در سراسر ساخت و ساز ، حفاظت از محیط زیست و انرژی طراحی شده اند.
Runhui'sپودر هوابه عنوان یک محصول پرچمدار ، متمایز از ساختار نانو متخلخل ، هدایت حرارتی فوق العاده کم و مساحت سطح بالا است. این پودر که از طریق یک فرآیند تصفیه شده شامل ژل ، تبادل حلال و خشک کردن فوق بحرانی تولید می شود ، خواص منحصر به فرد وزن آئروژلز وزن ، بسیار متخلخل و شیمیایی را در هر صورت ارائه می دهد-در عین حال تطبیق پذیری پیشرفته ای را در کاربرد ارائه می دهد. تعهد این شرکت به کیفیت در کنترل دقیق مواد اولیه و خطوط تولید پیشرفته (فرآیندهای مرطوب و خشک) مشهود است و عملکرد مداوم را تضمین می کند. Runhui با داشتن یک تیم تحقیقاتی اختصاصی و یک آزمایشگاه کلیدی برای مواد عملکردی ، به بهینه سازی پودر ایرگل برای ذخیره انرژی ، جایی که خواص ساختاری و حرارتی آن نوید قابل توجهی را در خود جای داده است. این شرکت فراتر از کاربردهای موجود خود ، در حال بررسی تکنیک های اصلاح سطح برای تنظیم سازگاری پودر با شیمیایی ذخیره انرژی متنوع ، از الکترولیت های آبی گرفته تا سیستم های آلی با ولتاژ بالا است.
پودر هوا
مناسب بودن پودر Airgel برای مواد ذخیره انرژی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی متمایز آن ناشی می شود:
تخلخل بالا و مساحت سطح: شبکه متخلخل در مقیاس نانو از پودر ایرگل ، مساحت وسیعی را فراهم می کند و فضای کافی برای جذب و انتشار یون ایجاد می کند ، که برای دستگاه های ذخیره انرژی بسیار مهم است. این ساختار امکان حرکت سریع یون ها را فراهم می کند ، یک عامل اصلی در بهبود میزان بار و تخلیه.
عایق حرارتی: هدایت حرارتی بسیار کم آن به تنظیم دما کمک می کند ، و جلوگیری از گرمای بیش از حد در سیستم های متراکم انرژی که در آن ایجاد گرما می تواند عملکرد را تخریب کند یا خطرات ایمنی را ایجاد کند. این امر به ویژه در دستگاه هایی که در شرایط جریان بالا کار می کنند ، که در آن مدیریت حرارتی ضروری است ، بسیار ارزشمند است.
پایداری شیمیایی: پودر ایرگل در برابر خوردگی بی اثر و مقاوم است و از سازگاری با الکترولیت ها و سایر اجزای موجود در دستگاه های ذخیره انرژی اطمینان حاصل می کند. این ثبات تخریب مواد را با گذشت زمان به حداقل می رساند و به طول عمر دستگاه کمک می کند.
ماهیت سبک: چگالی کم مواد ، وزن کلی سیستم های ذخیره انرژی ، یک مزیت اصلی برای وسایل نقلیه برقی و الکترونیک قابل حمل را کاهش می دهد ، جایی که وزن به طور مستقیم بر کارآیی و قابلیت استفاده تأثیر می گذارد.
این خصوصیات پودر ایرگل را به عنوان یک افزودنی یا بستر همه کاره در مواد ذخیره سازی انرژی قرار می دهند ، به مدیریت حرارتی ، چگالی انرژی و دوام می پردازند. سازگاری آن با فرآیندهای مختلف تولید از دوغاب و مخلوط کردن با رسوب فیلم نازک ، پتانسیل خود را برای ادغام در خطوط تولید ذخیره انرژی موجود افزایش می دهد.
برنامه های کاربردی در فن آوری های باتری
باتری های لیتیوم یون
باتری های لیتیوم یون بر الکترونیک قابل حمل ، وسایل نقلیه برقی و ذخیره انرژی تجدید پذیر حاکم هستند ، اما با فراری حرارتی و چگالی انرژی محدود با چالش هایی روبرو هستند.پودر هواراه حل در چندین زمینه ارائه می دهد:
لایه های مدیریت حرارتی: هنگامی که در جداکننده های باتری یا به عنوان پوشش بر روی الکترودها ادغام می شوند ، پودر ایرگل به عنوان یک سد حرارتی عمل می کند و انتقال حرارت را در طول چرخه شارژ/تخلیه کند می کند. این باعث می شود خطر فراری حرارتی ، نگرانی مهم ایمنی در باتری های با ظرفیت بالا باشد. ساختار متخلخل آن باعث می شود تا الکترولیت کارآمد ، اطمینان حاصل شود که یونها با وجود حضور لایه عایق ، هنوز هم می توانند آزادانه حرکت کنند.
تقویت الکترود: افزودن پودر ایرگل به مواد الکترود (فسفات آهن لیتیوم یا گرافیت) سطح آنها را افزایش می دهد و انتشار یون سریعتر و بهبود میزان بار/تخلیه را تسهیل می کند. تحقیقات Runhui بر بهینه سازی پراکندگی پودر Airgel در کامپوزیت های الکترود برای تعادل هدایت و ثبات ساختاری متمرکز است. این شرکت با تنظیم اندازه ذرات پودر و شیمی سطحی ، قصد دارد الکترودهایی را ایجاد کند که یکپارچگی مکانیکی را حفظ کند و در عین حال دسترسی به یون را به حداکثر برساند.
باتری های نسل بعدی
پودر Airgel وعده در فن آوری های باتری در حال ظهور را نشان می دهد:
باتری های حالت جامد: در سیستم های حالت جامد ، پودر Airgel می تواند به عنوان داربست برای الکترولیت های جامد عمل کند و ضمن حفظ پایداری حرارتی ، هدایت یون را افزایش می دهد. ساختار متخلخل آن امکان توزیع الکترولیت یکنواخت را فراهم می کند و به یک چالش کلیدی در مقیاس بندی باتری های حالت جامد پرداخته است. انعطاف پذیری این پودر به کاهش مشکلات رابط بین الکترودها و الکترولیت ها کمک می کند ، که اغلب مانع عملکرد در طرح های حالت جامد سفت و سخت می شوند.
باتری های سدیم یون: به عنوان یک جایگزین کم هزینه برای لیتیوم یون ، باتری های یون سدیم از توانایی پودر ایرگل در بهبود تخلخل الکترود ، حمایت از انتشار و تقویت چرخه یونهای سدیم بزرگتر بهره مند می شوند. کار Runhui در این زمینه در حال توسعه اتصال دهنده های مبتنی بر آئروژل است که مواد الکترود را در کنار هم نگه می دارند و در حالی که امکان تغییر حجم در طول دوچرخه سواری را دارند ، یک مسئله مشترک در مورد شیمیایی مبتنی بر سدیم است.
برنامه های کاربردی در ابررسانا
ابررسانا در چرخه بار سریع/تخلیه عالی است اما در چگالی انرژی از باتری ها عقب مانده است.پودر هواعملکرد آنها توسط:
اصلاح مواد الکترود: هنگامی که در الکترودهای مبتنی بر کربن گنجانیده می شود ، پودر ایرگل باعث افزایش تخلخل و سطح سطح می شود و باعث ذخیره بار بیشتر می شود. این به طور مستقیم چگالی انرژی را در حالی که زمان پاسخ سریع سوپراکاپاسیتور را افزایش می دهد ، افزایش می دهد. منافذ نانو در مقیاس پودر به خیاط توزیع اندازه منافذ الکترود کمک می کند و آن را برای اندازه های خاص یون در الکترولیت بهینه می کند.
احتباس الکترولیت: ساختار متخلخل ماده ، الکترولیت ها را به دام می اندازد ، و از دسترسی مداوم یون در سطح الکترود اطمینان می دهد. این باعث بهبود ثبات چرخه می شود ، یک نیاز اصلی برای ذخیره سازی شبکه انرژی تجدید پذیر که در آن سوپر سازنده نوسانات انرژی بافر را بافر می کند. عدم تحرک شیمیایی پودر Airgel از واکنش های ناخواسته با اجزای الکترولیت جلوگیری می کند و باعث افزایش عمر دستگاه می شود.
برای ابررساناهای انعطاف پذیر ، ماهیت سبک و تغییر شکل پودر Airgel پودر امکان ایجاد دستگاه های ذخیره انرژی قابل خم را بدون قربانی کردن عملکرد فراهم می کند. Runhui در حال بررسی فرمولاسیون های کامپوزیت است که پودر ایرگل را با پلیمرهای رسانا ترکیب می کند تا به انعطاف پذیری و خازن بالا برسد.
برنامه های کاربردی در ذخیره سازی هیدروژن
هیدروژن یک حامل انرژی پاک امیدوار کننده است ، اما ذخیره سازی آن-به ویژه در سیستم های جمع و جور و ایمن مانع یک مانع است. پودر ایرگل ، به ویژه هنگامی که با فلزات یا اکسیدهای فلزی دوپ شده است ، به عنوان جاذب برای مولکول های هیدروژن عمل می کند:
جاذب های سطح بالا: شبکه متخلخل پودر Airgel سایت هایی را برای جذب هیدروژن فراهم می کند و باعث می شود ظرفیت های ذخیره سازی بالاتر در فشارهای پایین تر در مقایسه با مخازن سنتی باشد. این امر برای برنامه های کاربردی خودرو و ثابت که در آن فضا و ایمنی مهم است بسیار مهم است. دوپینگ پودر با پالادیوم یا نیکل می تواند اتصال هیدروژن را تقویت کرده و راندمان ذخیره سازی را بهبود بخشد.
تنظیم حرارتی: خواص عایق Airgel به حفظ دمای پایدار در حین جذب/دفع هیدروژن ، بهینه سازی راندمان ذخیره سازی و جلوگیری از از بین رفتن انرژی کمک می کند.
تحقیقات Runhui در این زمینه باعث ایجاد کامپوزیت های پودر ایرگل با مواد تغییر فاز تثبیت شده شکل می شود که گرما را در طول چرخه ذخیره هیدروژن جذب و آزاد می کند و باعث بهبود بیشتر کنترل دما می شود.
مزایای آن نسبت به مواد سنتی
پودر Airgel از مواد افزودنی معمولی در ذخیره انرژی بهتر است:
مدیریت حرارتی برتر: برخلاف عایق های حرارتی مبتنی بر پلیمر ، پودر ایرگل در برابر دمای بالاتر بدون تخریب مقاومت می کند و آن را برای سیستم های چگالی پر انرژی مناسب می کند. این امر به ویژه در سناریوهای شارژ سریع ، جایی که تولید گرما شدیدتر است ، بسیار مهم است.
دوام افزایش یافته: ثبات شیمیایی آن باعث کاهش تخریب از الکترولیتها یا دوچرخه سواری می شود و طول عمر دستگاه های ذخیره انرژی را در مقایسه با الیاف کربن یا سرامیکی فعال می کند. این دوام به کاهش هزینه های نگهداری و کاهش اثرات زیست محیطی از تعویض های مکرر ترجمه می شود.
قابلیت تنظیم: توانایی Runhui در خیاطی خواص پودر ایرژل (اندازه منافذ ، عملکرد سطح) اجازه می دهد تا برای نیازهای خاص ذخیره انرژی ، از ابررسارانه های با قدرت بالا گرفته تا باتری های چرخه بلند ، سفارشی سازی را انجام دهد. دستیابی به این سطح از سفارشی سازی با مواد سنتی ، که اغلب دارای خواص ثابت هستند ، دشوار است.
سازگاری پودر Airgel با الکترولیت های آبی و غیر آبی ، آن را به یک گزینه همه کاره در بین شیمی های مختلف ذخیره انرژی تبدیل می کند و نیاز به توسعه مواد خاص را کاهش می دهد.
دستورالعمل های آینده
هزینه و مقیاس پذیری: فرآیندهای تولید مقیاس پذیر Runhui در حال کاهش هزینه ها هستند و آن را برای دستگاه های انرژی تولید انبوه زنده می کنند. این شرکت در حال بررسی روشهای خشک کردن جایگزین برای کاهش بیشتر هزینه های تولید بدون به خطر انداختن خواص مواد است.
پیچیدگی ادغام: اطمینان از پراکندگی یکنواخت در الکترودها یا الکترولیت ها به تکنیک های پیشرفته پردازش نیاز دارد. تحقیقات Runhui در مورد فرمولاسیون های کامپوزیت و اصلاح سطح با هدف ساده سازی ادغام در گردش کار تولیدی موجود است. توسعه از پیش پراکندهپودر هوادوغاب می تواند تولید الکترود را برای تولید کنندگان باتری ساده کند.
عملکرد: پودر دوپینگ هوا با مواد رسانا (گرافن ، نانولوله های کربن) برای تقویت هدایت الکتریکی بدون قربانی کردن خواص حرارتی. این می تواند یکی از محدودیت های فعلی مواد را از نظر ذاتی کم ذاتی نشان دهد.
سیستم های ترکیبی: ترکیب پودر ایرگل با سایر مواد پیشرفته (چارچوب های فلزی و آلی) برای افزایش هم افزایی چگالی انرژی و عمر چرخه. چنین هیبریدها می توانند از نقاط قوت هر ماده استفاده کنند و سیستمهایی را ایجاد می کنند که بیشتر از مجموع قطعات آنها باشد.
تأثیر بازار و صنعت
تقاضای فزاینده برای ذخیره انرژی تجدید پذیر و تحرک الکتریکی نیاز به مواد ذخیره انرژی با کارایی بالا را به وجود می آورد. پودر Airgel با توانایی خود در بهبود ایمنی ، کارآیی و دوام ، برای گرفتن سهم قابل توجهی از این بازار آماده است.
نقش Runhui Pivotal است: تمرکز آن بر روی تولید مقرون به صرفه و موقعیت شخصی سازی خاص برنامه ، آن را برای تهیه پودر ایرگل برای سیستم های ذخیره انرژی در مقیاس صنعتی فراهم می کند. مشارکت با تولید کنندگان باتری و مؤسسات تحقیقاتی در حال تسریع در آزمایشات در دنیای واقعی است ، در حالی که پروژه های آزمایشی در حال حاضر نشان دهنده پایداری حرارتی بهبود یافته در باتری های وسیله نقلیه الکتریکی و تراکم انرژی بالاتر در ابررسانا در مقیاس شبکه است.
با افزایش تلاش های جهانی برای کاهش انتشار کربن ، نیاز به ذخیره انرژی قابل اعتماد و کارآمد فقط رشد خواهد کرد. پودر Airgel ، با مجموعه ای از خواص منحصر به فرد و پیشرفت های مداوم خود ، به خوبی برای کمک به این انتقال کمک می کند و باعث می شود نسل بعدی فن آوری های ذخیره انرژی ایمن تر ، کارآمدتر و پایدارتر باشد.