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鋰離子電池新型有機電極材料的簡便合成，表徵和開發

為了解決947換電池價格的問題，作者Berhane 這樣論述：

高能量密度、環境友善以及價格低廉電極材料被視為決定下一世代鋰離子的關鍵參數。鋰離子電池被廣泛的用於儲能系統、可攜式電子裝置、自動化機械和電動工具中。除此之外，鋰離子電池也被應用在電動汽車上來減少石化燃料以及溫室氣體的排放，進而降低對自然環境的衝擊。以石墨作為鋰離子電池的負極材料，可以有較低的花費，穩定的平台以及提供許多層狀結構供鋰離子嵌入。然而其較低的理論電容量，以及容易長出鋰枝晶的問題，增加了以石墨作為負極材料的鋰離子電池許多安全上以及性能上的疑慮。目前，有許多的方法正在被開發用來取代石墨扮演的負極角色，如使用硫、矽、石墨烯、鍺、過渡金屬氧化物或是有機材料來構築鋰離子電池的負極。其中，為了

滿足高能量密度、循環壽命、製備容易以及價格低廉的要求，有機材料被認為是最佳的選項來建構鋰離子電池的負極。在設計上，有機材料為主的電池可以不只是和大多數鹼金屬、鹼土金屬如 Li+, Na+, K+, Mg2+, and Ca2+，也可以減少排放到大氣中的二氧化碳。然而，較差的導電子能力以及容易溶解在電解液的問題，仍然困擾著有機鋰離子電池的發展，也成為有機離子電池開發的首要問題。導電高分子”PITN” 在所有共軛高分子能隙最小，並具有高導電性，已被研究為具有和鋰離子以及電解液離子作用能力（Li+和PF6-）的氧化還原活性雙極電極材料，其中 n型摻雜/去摻雜反應電位在 0.0 -3.0 V之間(和L

i+有關)，p-型摻雜/去摻雜的反應電位在1.5-4.5 V之間，而b-型（全有機電池）同時對Li+ 和PF6-離子進行摻雜的電位範圍為0.0-4.0 V的/去摻雜反應。該PITN在n摻雜和p摻雜過程中分別在其環狀C–S–C鍵和苯環上接受鋰和PF6-離子。研究發現，在第一次電化學反應過程中形成了多硫化鋰和硫化鋰。但是，PITN電池的阻抗，速率性能和能量密度不受這些產物所影響。與陽極材料（例如石墨，矽和其他共軛聚合物）相比，此機制呈現了更優異的表現。通過原位X射線吸收光譜，臨場傅立葉變換紅外光譜，場發射電子顯微鏡和X射線光電子能譜研究PITN電極的表面特性。此外，本研究也繼續討論在PITN上進行

n摻雜和p摻雜的反應機制。 PITN電極接受的鋰離子在第二個循環中的比容量為730 mAhg-1，與PF6-反應時的比容量為106 mAhg-1。在雙極模式下，電池性能表現出約92 mAhg-1的容量。低帶隙共軛PITN在雙極電化學反應方面顯示出高可逆性，凸顯出此材料在有機鋰離子電池的應用性。在第二部分的研究中，低分子量有機羰基化合物，馬來酰胺酸和馬來酸鋰，由於其易於合成，低成本和高理論容量而被認為是LIB中有益的儲能材料。馬來酸鋰是通過簡單的濕化學合成方法，以馬來酰胺酸為前驅物合成的。馬來酰胺酸電極具有出色的倍率容量（932 mAg-1時為156 mAhg-1）和循環壽命，經過50次循環後可

逆容量為46.6 mAg-1時為455 mAhg-1，平均庫侖效率約為98 ％。 MA陽極電極在第一個循環中提供了約685 mAh g-1的可逆容量，並且比馬來酸鋰電極具有更高的倍率容量。有機馬來酰胺酸電極的出色性能和高可逆容量可歸因於其化學結構重整為新的基於氮的高離子擴散化合物。在最後研究的部分中，我們開發了兩種新的基於雙馬來酸酯的有機陽極材料，即二鋰N，N-（對-亞苯基）雙馬來酸酯（Li2-p-PBM）和二鋰N，N-（2-氟-對-亞苯基）雙馬來酸（Li2-F-p-PBM），包括其通過簡單的濕化學方法合成以及對LIB的電化學研究。使用Brunauer-Emmett-Teller（BET）和B

arrett-Joyner-Halenda（BJH）方法測量了這些化合物的比表面積和孔徑分佈，結果表明，氟取代（Li2-F-p-PBM）樣品相較非取代電極（Li2-p-PBM）表現出較大的表面積和孔徑分佈。這表明Li2-F-p-PBM樣品的較高表面積和孔隙率可有助於增強電極界面處的電荷轉移，從而實現更好的電化學性能。 Li2-F-p-PBM的電化學性能顯示出更高的可逆容量（0.1 C時為557 mAhg-1），更好的倍率性能（10 C時為185 mAhg-1）和出色的循環壽命表現。Li2-F-p-PBM電極的優異電化學性能可歸因於氟效應，該效應改善了鋰離子擴散和電子電導率。但是，氟的作用尚未得

到充分研究，因此，還需要進一步搭配其他臨場分析技術徹底分析該機制。

在巴布亞新幾內亞的紮克河谷的凱帕克社區的一個混合型微電網提議

為了解決947換電池價格的問題，作者英娜娣 這樣論述：

巴布亞新幾內亞(PNG)能源部門依據其在2030年底實現的中期發展目標的焦點是增加電力供應並提供清潔和可負擔的電力，以改善其800萬人的生活水準。約有80%的人住在巴布亞新幾內亞的農村地區，由於崎嶇的地形和社會經濟的限制，而無法將電力從主電網輸送到那些偏遠社區。本論文提出了一種離網的微電網的設計，模擬和分析的有效方法。這項研究的案例是位於Enga省Wapenamanda區Tsak谷地的Kepkak社區。經由微電網模擬軟體HOMER Pro的優化的架構包括微型水力發電廠(MHPP)，太陽光電(PV)陣列的尺寸以及鉛酸電池組，轉換器的數量以及柴油發電機的容量。依據軟體估計的電力負載需求為165.

44 度/天，峰值為30.20 kW的微電網的電力系統配置。該微電網設計採用混合方式，電網包括25.2 kW PV，具有39.2 kW的MHPP，容量為90.9 kWh的鉛酸電池和5 kW柴油發電機的儲能系統。微電網的總淨現值(NPC)為248,891.19美元，初始資本成本為183,879.13美元，其中當柴油價格為0.90美元/升時電費為美金0.44/度。PNG一直在談論實現微電網建置，但是實現此類系統存在很多挑戰。全世界的援助組織在為這些計畫提供資金方面已經取得了進展，但是PNG政府必須加緊並補貼由開發合作夥伴開發的這些微電網和相對補助相關計畫的安裝和維護。