由阿贡(Argonne)领导的中心获得电池技术关键发现奖

由阿贡(Argonne)领导的中心获得电池技术关键发现奖

2019年8月19日
玛西娅·冈萨雷斯(MarciaGonzález)

阿贡国家实验室的电化学能源科学中心荣获美国能源部“十点十分”奖

今年是美国能源部(DOE)能源前沿研究中心(EFRC)十周年。 美国能源部基础能源科学办公室于2009年成立了46个这样的中心,将科学家团队聚集在一起,进行超出个人或小组能力范围的基础研究。 为了庆祝这一十年的里程碑,美国能源部选择了10名获奖者,以表彰他们对科学思想,技术和工具以及人员产生了重大影响。 因此,奖励名称为“十点十”。

十个奖项中的十个奖项之一授予了电化学能源科学中心(CEES)的三名研究人员。该中心是由阿贡国家实验室与西北大学,伊利诺伊大学和普渡大学合办的一个多组织EFRC。 CEES的任务是通过最先进的材料合成和表征,探索电池和能量存储基础的基本化学和材料。

CEES主管Paul Fenter表示:“该奖项是CEES在2009年成立之初就建立的长期愿景的结果,即对锂离子电池中的电极工艺有深入的基本了解将具有广泛的益处。”化学科学与工程部门的高级物理学家。 这样的电池可以为电动汽车和无人机供电,并为电网提供能量存储。

“十点十奖”的获得者是两位前CEES成员Harold Kung和Cary Hayner,以及现任CEES成员Mark Hersam。 Kung和Hersam都是西北大学的教授,Hayner是NanoGraf Corp(前身为SiNode Systems)的首席技术官和联合创始人。

Hersam说:“ CEES内的跨学科协作环境不仅为基础发现提供了温床,而且还为产生新技术的颠覆性思维提供了温床。” “ EFRC计划是政府在研究上如何最终推动经济增长基础创新的一个令人震惊的例子。”

“十点十奖”表彰了基于CEES开展的研究开发的两种用于下一代锂离子电池的新电极技术。 两种技术都使用仅一个原子厚的碳层“石墨烯”来覆盖电池电极内的活性材料,从而形成“复合”电极结构。 Hayner和Kung的第一个进展是在电池阳极中使用了石墨烯,将硅颗粒包裹起来。 Hersam的第二项进步是将石墨烯掺入阴极,以封装锰基氧化物。

所得的电极由涂覆有石墨烯的活性材料组成,该涂覆的活性材料具有显着改善的性能,例如增加的电池电量,使用寿命和安全性,以及减少了安全问题(例如剧烈反应)的可能性。

这些技术的另一个重要特征是,它们使锂离子电池能够在远远低于冰点的温度下工作,这对于寒冷地区的电动汽车车主来说至关重要。

Fenter指出:“ CEES屡获殊荣的研究诞生了两家初创企业,这让他们感到特别自豪。” 由Kung和Hayner于2012年共同创立的一家初创公司(NanoGraf)正在将基于石墨烯的硅阳极商业化,而由Hersam于2018年共同创立的一家初创公司(Volexion)正在将基于石墨烯的阴极推向市场。市场。

NanoGraf联合创始人海纳说:“我们将整个公司的存在归功于CEES的研究人员和人员。” “ CEES科学家的革命性发现使我们能够进一步开发这些技术,并将其推向市场,以驱动更清洁,更可持续的未来。”

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