Металл быстро: Как очистить металл от окисления и ржавчины в домашних условиях

Содержание

К концу года 80% батарей для электромобилей будут с высоким содержанием никеля

Основной потребитель никеля (73%) традиционно производство нержавеющей стали. И спрос в этой отрасли поддерживается увеличением производства нержавеющей стали в Китае и Индонезии. На долю Китая приходится примерно половина мирового производства и потребления стали. Что касается нержавеющей, то в 2019 г. ее производство (с содержанием никеля 10%) в Китае составит, по прогнозам, 13,5 млн т из всего примерно 40 млн т в мире.

Импорт никеля в Китай за первые шесть месяцев 2019 г. вырос на 43% (в годовом сопоставлении), составив 300 000 т, сообщает в полугодовом отчете компания «Норникель», подконтрольная «Интерросу» Владимира Потанина. Компания производит 10% первичного и 23% рафинированного никеля в мире.

Но производство нержавеющей стали – не единственный рынок потребления никеля, уверены в компании, все больший спрос предъявляют производители аккумуляторных батарей для электромобилей – никель служит материалом для катодов. Пока спрос не превышает 4% мирового потребления никеля, но быстро растет, пишет «Норникель». В 2018 г. потребление никеля производителями автобатарей составляло 70 000 т. В 2019 г. оно вырастет на 28,6%, а в 2020 г. – еще на 27,8%, приводит данные компания. Доля никелевых батарей в этом году составит 80%. Всего в 2019 г. будет произведено порядка 500 000 т катодов. Еще в 2017 г. доля никелевых катодов не превышала 50%, а их производство было менее 400 000 т.

По данным Международного энергетического агентства, в 2018 г. продажи новых электромобилей в мире (включая гибриды) выросли почти на 70% – с 1,17 млн до 1,97 млн шт. К 2025 г. производство гибридных автомобилей и автомобилей на батареях превысит 25 млн шт., прогнозирует «Норникель». Для бензинового или дизельного автомобиля требуется 2–4 кг никеля, по данным компании, для гибрида – в 2,5–3,75 раза больше: от 5 до 15 кг, а для электромобиля – от 30 до 110 кг никеля, в 15–27,5 раза больше, чем для обычного автомобиля. В первом полугодии 2019 г. продажи никеля уже выросли на 13% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года, отчитался «Норникель». На рынке сохраняется дефицит никеля – в 2019 г. он составит 67 000 т, что провоцирует рост цен на металл. За полгода он подорожал на 44,7% до $15 665 за 1 т.

Батареи стали крупным и быстро растущим рынком для никеля, соглашается младший директор Fitch Вячеслав Демченко. По его оценкам, потребление никеля в автомобильных батареях может вырасти более чем в 2 раза за пять лет и составить 10% общего потребления этого металла. Никель будет вытеснять более дорогой и редкий кобальт в аккумуляторах, поясняет эксперт. Однако серьезного дефицита никеля на рынке возникнуть не должно, уверен Демченко: рост спроса на этот металл будет стимулировать компании увеличивать его предложение. Одним из главных направлений в стратегии развития «Норникеля» до 2025 г. является увеличение производства цветных металлов – оно должно вырасти к 2020 г. на 5–8% в сравнении с показателями 2017 г. А после 2025 г. компания планирует увеличить производство цветных металлов еще на 15%. Это позволит компании удовлетворить растущий спрос, вызванный структурными изменениями в автомобильной промышленности. И компания ожидает, что дефицит никеля к 2020 г. сократится до 27 000 т.

«Норникель» более устойчив к макроэкономическим факторам, чем его конкуренты, полагает аналитик «Атона» Андрей Лобазов. Риски замедления китайской экономики, конечно, оказывают негативное влияние на цены металлов, производимых «Норникелем», но такие процессы, как трансформация автомобильной отрасли, идут независимо от большинства глобальных факторов, что позволяет «Норникелю» показывать опережающую динамику прибыли, заключает эксперт.

Сдать цветмет быстро, выгодно и надежно? Отправляйтесь в «Цветной металл 72»

25.08.2020 02:00 Автор: НАША Газета

Оптовая компания по приему цветного металла «Цветной металл 72» готова дорого скупать цветной металл по оптовым ценам до 395 руб/кг. Здесь готовы хорошо заплатить за лом меди, латуни, бронзы. Идет прием как в розницу (от 5 кг), так и в опт (от 100 кг). Компания готова сама приехать и вывести цветной металл партиями от 100 кг и выше в пределах города.

Безусловно, можно найти на цветной металл цену выше, но надо понимать какие могут быть проблемы:

Могут возникнуть проблемы с весом (на ваших весах покажет 300 кг, а по весам на приемке будет 200 кг), в таких случаях уезжайте с приемки и приезжайте к нам.

Когда вы приедете на разгрузку, вам могут сказать другую цену.

Вас могут отгрузить по хорошей цене, но деньги обещают отдать через какое-то время, тут вы вообще рискуете «подарить» медь.

Вам начинают ставить «засоры», причем не всегда они правдивые и нужные.

Преимущества компании «Цветной металл 72»:

Расчет производится сразу и наличными
Вы можете воспользоваться контрольными весами на нашей приемке или взять на завес свои весы
Мы не ставим «засоров» на медь и не минусуем вес
Мы готовы приподнять цену при большом объеме

В компании несколько автомобилей и к клиентам они могут приехать сами бесплатно для самовывоза цветного металла. Минимальная партия для вывоза составляет 100 кг и выше, максимально за раз можно вывезти 1,5 тонны. Расчет производится сразу и на месте!

Контакты организации:

Адрес: г. Тюмень, ул. Одесская 12 стр.4

Телефон: 8-903-813-73-45

Сайт опт: цветмет-тюмень.рф

Сайт розница: металл72.рф

Группа ВК опт: opt.cvetmet

Группа ВК розница: metal.tumen.

Аккумуляторная дисковая пила по металлу Bosch KM 18 V-LI Professional

Быстрая и точная профессиональная резка металла практически без искр — теперь это возможно благодаря первой аккумуляторной дисковой пиле по металлу производства Bosch. GKM 18 V-LI Professional оснащена пильным диском Standard for Steel, созданным специально для резки стали. Резка происходит посредством реза, а не абразивным способом (т. е. шлифованием), как в случае отрезных или угловых шлифовальных машин. Благодаря этому разрез можно сделать еще точнее, потому что искр, которые препятствуют обзору линии реза, при использовании этой дисковой пилы по металлу значительно меньше.

Новинка для профессионалов: аккумуляторная дисковая пила по металлу Bosch KM 18 V-LI Professional. Режет металл быстро, точно и практически без искр.

• Высокоточные результаты и безопасная рабочая зона благодаря почти полному отсутствию искр в ходе резки.

• Минимум дополнительной обработки за счет незначительного образования заусенцев и следов побежалости.

• Компактный дизайн и малый вес для неутомительной работы.

Сводятся к минимуму и обычные, подчас довольно трудоемкие доводочные операции из-за образования заусенцев и следов побежалости. Это позволяет экономить время при резке труб, профилей, монтажных шин, резьбовых штанг или гофрированных стальных листов. Кроме того, минимальное образование искр обеспечивает безопасность в рабочей зоне. Помимо этого, благодаря оптимизированному охлаждению двигателя с использованием двух вентиляторов GKM 18 V-LI Professional прослужит долго в любой сфере деятельности: на сборке металлоконструкций, в работе слесарей, сантехников, кровельщиков.

Удобство использования и высокая производительность резки

Для комфортной и неутомительной работы как в мастерской, так и на стройплощадке GKM 18 V-LI Professional выгодно отличается компактным исполнением и малым весом (всего 2,7 кг). Мощный литий-ионный аккумулятор 18 В емкостью 4,0 А•ч обеспечивает высокую производительность наряду с долгим временем работы на одной зарядке. Это стало возможным благодаря аккумуляторной технологии CoolPack: при интенсивных нагрузках аккумулятор использует весь резерв мощности, не перегреваясь при этом. Например, на одной зарядке аккумулятора можно выполнить до 300 разрезов в стальных трубах диаметром 20 мм. Наряду с этим система электронной защиты двигателя (Electronic Motor Protection, EMP) и система защиты элементов питания (Electronic Cell Protection, ECP) надежно защищают инструмент и аккумулятор от перегрузки. Это также способствует увеличению срока их службы. Индикатор заряда постоянно показывает текущий уровень заряда аккумулятора.

К дополнительному оснащению аккумуляторной дисковой пилы по металлу относятся светодиодная подсветка и смотровое окно в опорной пластине для обеспечения оптимального обзора линии реза и тем самым высокой точности резки. Кроме того, комфорт при работе с пилой гарантируется благодаря плавной регулировке глубины пропила, эргономичной рукоятке и специальному крюку, за который GKM 18 V-LI Professional можно подвесить, например, на лестницу, строительные леса или верстак.

Система Flexible Power: абсолютная совместимость с линейкой 18 В

Входящий в комплект GKM 18 V-LI Professional аккумулятор 18 В емкостью 4,0 А•ч благодаря системе Flexible Power от Bosch может использоваться с любыми другими аккумуляторными инструментами и зарядными устройствами этого класса напряжения. Серия инструментов 18 В в настоящее время включает 40 инструментов, а также аккумуляторы емкостью 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 и 6,0 А•ч.

Аккумуляторная дисковая пила по металлу GKM 18 V-LI Professional продается в специализированных магазинах по рекомендованной цене 499 евро. В комплект вместе с пилой в кейсе L-BOXX входят быстрозарядное устройство, два аккумулятора 4,0 А•ч CoolPack, параллельный упор и пильный диск Standard for Steel с 30 зубьями. Инструмент можно дополнить любыми другими принадлежностями Bosch, например пильным диском Standard for Multi Material.

Технические характеристики:

Технические характеристики	GKM 18 V-LI Professional
Напряжение аккумулятора	18 В
Емкость аккумулятора	4,0 А•ч
Число оборотов холостого хода	4250 об/мин
Макс. глубина реза в древесине (90°)	50 мм
Диаметр пильного диска	136 мм
Диаметр (посадочного) отверстия пильного диска	20 мм
Вес с аккумулятором 4,0 А•ч	2,7 кг

Режем металл быстро и дешево — ВолгаПромЭксперт

Оборудование плазменной резки металла позволяет выполнить высокоточный раскрой металла. Наиболее ходовой диапазон толщины металла до 50 мм. Предварительное компьютерное позиционирование деталей на
листе заготовки,

высококачественный срез, малая ширина прореза и зазоров, низкая стоимость расходных материалов создают все предпосылки для того, чтобы подобный аппарат для раскроя
металла «поселился» у вас на предприятии. Оборудование плазменной резки металла ( по своему функционалу условно можно разделить
на несколько категорий.

Стационарные металлорежущие станки плазменного типа.

Обязательным элементом такого станка является мощная станина сварной конструкции. Ведь масса заготовки может достигать нескольких тонн. На боковых гранях такой станины крепятся линейные
направляющие для перемещения рабочей каретки (портала). Верхняя часть станины в большинстве модификаций представляет собой водяной стол с вертикально расположенными сменными «жертвенными» листами

стали, на которых размещается заготовка. При отсутствии водяного стола станина оборудуется системой нижней вентиляции для принудительного отвода продуктов горения от рабочей зоны.

Перемещение рабочего портала, обеспечивается шаговыми двигателями. За перемещением вдоль оси Z «следит» и управляет процессом автоматическая система контроля высоты, которая обеспечивает точное
позиционирование плазменного резака по высоте над поверхностью заготовки во время раскроя металла.

Также станки оборудуются системами автоматизации процесса работы и дополнительными датчиками. Рабочий процесс обеспечивает аппарат плазменной резки. Точность обработки на
оборудовании плазменной резки металла примерно 0,25мм, точность позиционирования плазмотрона 0,1мм

Портальные станки плазменной резки.

Станки с 5-ой координатой – это может быть дополнительная опция обычного станка. Она позволяет для резки металла под углом (до 45о). Эта функция, например, позволяет выполнить косой срез или
получить фаску на кромке среза

Переносные машины плазменной термической резки.

Само название уже говорит о мобильности оборудования для раскроя металла — его можно переносить непосредственно к месту работы и установить на любую площадку при возникновении
необходимости выполнить раскрой металла () массивных или неразборных стационарных конструкций.

Разделяют машины:

консольного типа;
портального типа.

Вылет консоли или ширина портала с рабочим модулем может быть до 2200мм. Длина направляющих некоторых моделей может быть увеличена до 15000 мм.

Переносные установки для ручной плазменной резки.

Аппарат плазменной резки – это универсальное устройство, которое, в принципе, можно использовать для раскроя металла как на производстве, так и в быту. Для местного режима работы установка
комплектуется ручным плазмотроном, которые обычно имеют воздушное охлаждение и выдерживают токовую нагрузку от 20 до 75А. Для получения качественной поверхности среза необходимо правильно
экспериментально подобрать силу тока и скорость перемещения плазмотрона.

Работник СУМЗа Сергей Рыбаков придумал, как разрезать металл идеально ровно и быстро

Недавно на Среднеуральском медеплавильном заводе было решено стимулировать работников за инновационную деятельность, приняли соответствующее Положение. И вот первая ласточка! Газорезчик ремонтно-механической базы СУМЗа Сергей Рыбаков установил аппарат плазменной резки на автоматическую газорезательную машину, соединив их преимущества. В результате процесс изготовления деталей ускорился в несколько раз. Это новшество стало первой принятой инновацией, за которую автор получил премию.

На ремонтно-механической базе для резки металла используют купленную в прошлом году автоматическую машину газовой резки и аппарат плазменной резки. Первая режет ровно и быстро, благодаря специальным направляющим, по которым машина ездит, словно вагончик по рельсам, но ей поддается не всякий металл. А вот аппарат плазменной резки может справиться с любым металлом: и с алюминием, и с нержавеющей сталью. При этом на качество резки не влияют ни покраска, ни ржавчина, ни какие-либо загрязнения, но резать плазмой можно только вручную. Края среза не всегда ровные, поэтому приходилось использовать механическую обработку, а это дополнительное время и немалое количество отходов. И тут Сергею Рыбакову, который работал с обеими машинами, пришла в голову счастливая идея.

— Увидел, что диаметр насадок у автоматической машины газовой резки и ручной плазменной машины почти одинаковый, — говорит Сергей Рыбков. — Решил поменять их местами, то есть газ заменил плазмой. Получилась автоматическая машина плазменной резки. Двигаясь по направляющим плазменная насадка позволяет делать прямой рез по металлу без образования шлака, что уменьшает или полностью исключает дальнейшую механическую обработку. Скорость движения машины можно настраивать.

Можно сказать точно: время на резку металла уменьшилось, а качество выросло. В мае для цеха серной кислоты понадобилось срочно изготовить поперечную балку. Необходимо было разрезать 16-ти миллиметровый лист нержавеющей стали длиной 3 метра. По словам Александра Демидова, мастера кузнечно-котельного участка, с помощью ручной плазменной машины они бы резали его три часа, а еще плюс время на механическую обработку. Инновация Сергея позволила изготовить балку за час.

32-летний Сергей Рыбаков работает на СУМЗе полтора года. До этого трудился на ревдинском заводе НЛМК-Урал электрогазосварщиком. Попал под сокращение, друг позвал на СУМЗ. Новатора немного смущает всеобщее внимание, говорит, что ничего такого героического не сделал.

— Мы же велосипедов не изобретали, горелки только заменили, — почти оправдывается Рыбаков. — Просто вручную неудобно делать резы: приходится или ползать на коленках, или тянуться. Да еще и времени много отнимает вся эта процедура. Теперь же нужно только поставить машину на направляющие и следить, чтобы она шла ровно.

Автоматическая машина плазменной резки — первая инновация Сергея Рыбакова. Но он обещает, что обязательно придумает еще что-нибудь.

Анна Войтенко, ведущий специалист отдела развития производственной системы СУМЗа, приглашает потенциальных новаторов к сотрудничеству.

— Это политика нашего завода: инициатива и применение творческого потенциала на рабочем месте поощряются! — подчеркивает она. — С одним маленьким «но»: свою инициативу, которая принесет результат для предприятия — улучшит условия труда, увеличит безопасность или уменьшит трудоемкость и количество отходов — необходимо подавать в письменном виде. И когда инновацию одобрит комиссия, действуйте!

Резать вручную неудобно

Сергей Рыбаков, газорезчик рембазы СУМЗа:

— Мы же велосипедов не изобретали, горелки только заменили. Просто вручную неудобно делать резы: приходится или ползать на коленках, или тянуться. Да еще и времени много отнимает вся эта процедура. Теперь же нужно только поставить машину на направляющие и следить, чтобы она шла ровно.

Сергей Рыбаков установил на машину плазменную горелку (слева) вместо газовой горелки (справа). Фото: Наталья Пятунина

Неровный край угла отрезан плазменным аппаратом вручную, а прямой край листа — автоматической плазменной машиной. Фото: Наталья Пятунина

отзывы, фото и характеристики на Aredi.ru

1.Ищите по ключевым словам, уточняйте по каталогу слева

Допустим, вы хотите найти фару для AUDI, но поисковик выдает много результатов, тогда нужно будет в поисковую строку ввести точную марку автомобиля, потом в списке категорий, который находится слева, выберите новую категорию (Автозапчасти — Запчасти для легковых авто – Освещение- Фары передние фары). После, из предъявленного списка нужно выбрать нужный лот.

2. Сократите запрос

Например, вам понадобилось найти переднее правое крыло на KIA Sportage 2015 года, не пишите в поисковой строке полное наименование, а напишите крыло KIA Sportage 15 . Поисковая система скажет «спасибо» за короткий четкий вопрос, который можно редактировать с учетом выданных поисковиком результатов.

3. Используйте аналогичные сочетания слов и синонимы

Система сможет не понять какое-либо сочетание слов и перевести его неправильно. Например, у запроса «стол для компьютера» более 700 лотов, тогда как у запроса «компьютерный стол» всего 10.

4. Не допускайте ошибок в названиях, используйтевсегдаоригинальное наименованиепродукта

Если вы, например, ищете стекло на ваш смартфон, нужно забивать «стекло на xiaomi redmi 4 pro», а не «стекло на сяоми редми 4 про».

5. Сокращения и аббревиатуры пишите по-английски

Если приводить пример, то словосочетание «ступица бмв е65» выдаст отсутствие результатов из-за того, что в e65 буква е русская. Система этого не понимает. Чтобы автоматика распознала ваш запрос, нужно ввести то же самое, но на английском — «ступица BMW e65».

6. Мало результатов? Ищите не только в названии объявления, но и в описании!

Не все продавцы пишут в названии объявления нужные параметры для поиска, поэтому воспользуйтесь функцией поиска в описании объявления! Например, вы ищите турбину и знаете ее номер «711006-9004S», вставьте в поисковую строку номер, выберете галочкой “искать в описании” — система выдаст намного больше результатов!

7. Смело ищите на польском, если знаете название нужной вещи на этом языке

Вы также можете попробовать использовать Яндекс или Google переводчики для этих целей. Помните, что если возникли неразрешимые проблемы с поиском, вы всегда можете обратиться к нам за помощью.

цены на базовые металлы продолжают расти :: Экономика :: РБК

Быстро росли начавшие подниматься накануне цены на олово и цинк.

Ожидание решения проблем бюджетного дефицита Греции благодаря как мерам самой страны, так и помощи со стороны Евросоюза вселило в участников рынка веру в возможность будущего укрепления евро и ослабления доллара. Кроме того, растет аппетит инвесторов к риску. Заметно, что они начинают подбирать подешевевшие бумаги на фондовых рынках, а выведенные с сырьевых рынков средства возвращают на них.

3-month Forward Prices, LME (итоги торгов на 18:00 по лондонскому времени):

Быстро росли начавшие подниматься накануне цены на олово и цинк. Последний подорожал на 4,94%, олово — на 3,03%. Обратили внимание инвесторы и на отстававшие в последние дни от рынка свинец (+5,15%) и никель (+2,99%). Запасы перечисленных металлов в среду изменились незначительно.

Чуть меньшим спросом 10 февраля пользовались контракты на медь, цена тонны которого выросла на 1,52%, до 6629 долл. Как отметили аналитики Standard Bank, соотношение спроса и предложения меди в текущем году указывает на больший, чем в 2009г., дефицит, а инвестиционный спрос останется на прежнем уровне до тех пор, пока политики будут удерживать ликвидность на высоком уровне. В банке ожидают, что самым сильным на рынке меди периодом в текущем году станет II квартал, когда цены достигнут 7650 долл./т, после чего начнется снижение вплоть до конца года.

Аутсайдером дня стал алюминий, его котировки выросли лишь на 0,84%. По словам экспертов Standard Bank, хотя в текущем году ожидается образование избытка, пока на рынке алюминия в целом сохраняется приблизительный баланс. Принимая во внимание, что рост энергозатрат и инвестиционный спрос остаются ключевыми факторами поддержки, в банке сохранили оценки на уровне 2320 долл./т на 2010г. и 2510 долл./т на 2011г.

Складские запасы металлов на LME по состоянию на 10 февраля:

Аналитик «ВТБ Капитала» Aндрей Крюченков по-прежнему ожидает, что цены на рынке базовых металлов продолжат колебаться в рамках бокового тренда в преддверии празднования Нового года в Китае, которое начнется в ближайшие выходные и будет продолжаться в течение недели. В качестве положительного момента специалист отметил очередное значительное сокращение складских запасов алюминия относительно середины января. Пока, правда, объем запасов достигает рекордно высоких значений, и констатировать устойчивое снижение можно будет только в том случае, если такая тенденция будет преобладать на протяжении всего II квартала 2010г. На данный момент рост цены на медь ограничен уровнем в 6650-6700 долл./т, а новый уровень прочной поддержки для нее находится на отметке 6240 долл./т. Для алюминия уровень поддержки находится чуть выше 1950 долл./т, а рост цены ограничен уровнем 2060 долл./т., добавил В.Крюченков.

Quote.rbc.ru

METAL: быстрый и эффективный мета-анализ сканирования ассоциаций генома | Биоинформатика

Аннотация

Описание: METAL предоставляет эффективный с вычислительной точки зрения инструмент для метаанализа полногеномного сканирования ассоциаций, который является широко используемым подходом для улучшения исследований картирования генов силовых сложных признаков. METAL предоставляет богатый интерфейс сценариев и реализует эффективное управление памятью, что позволяет анализировать очень большие наборы данных и поддерживать различные форматы входных файлов.

Доступность и реализация: METAL, включая исходный код, документацию, примеры и исполняемые файлы, доступны по адресу http://www.sph.umich.edu/csg/abecasis/metal/

Контактное лицо: goncalo @ umich.edu

1 ВВЕДЕНИЕ

Метаанализ становится все более важным инструментом в полногеномных ассоциативных исследованиях (GWAS) сложных генетических заболеваний и признаков (de Bakker et al. , 2008). Мета-анализ обеспечивает эффективную и практичную стратегию обнаружения вариантов с умеренным размером эффекта (Skol et al., 2007). Мы и другие использовали METAL для выполнения метаанализа GWAS для определения локусов, воспроизводимо связанных с различными признаками, такими как диабет 2 типа (Scott et al. , 2007; Zeggini et al. , 2008). , уровни липидов (Kathiresan et al. , 2008, 2009; Willer et al. , 2008), ИМТ (Willer et al. , 2009), артериальное давление (Newton-Cheh et al. , 2009 ) и уровня глюкозы натощак (Прокопенко и др. , 2009).

Мета-анализ сводной статистики общегеномных ассоциаций, в отличие от прямого анализа объединенных данных на индивидуальном уровне, снимает общие проблемы с конфиденциальностью участников исследования и позволяет избежать громоздкой интеграции генотипических и фенотипических данных из различных исследований. Мета-анализ позволяет проводить индивидуальный анализ отдельных исследований для удобного учета субструктуры популяции, наличия связанных лиц, ковариат, связанных с конкретным исследованием, и многих других проблем, связанных с установлением диагноза.Было показано, что метаанализ сводной статистики столь же эффективен (с точки зрения статистической мощности), как и объединение данных на индивидуальном уровне из разных исследований, но гораздо менее громоздок (Lin and Zeng, 2009). Поскольку GWAS регулярно изучает доказательства ассоциации с миллионами напрямую генотипированных и вмененных SNP в десятках или даже сотнях отдельных исследований, важно использовать быстрый и гибкий инструмент для выполнения метаанализа.

2 МЕТОДА

Основной принцип метаанализа состоит в объединении доказательств ассоциации из отдельных исследований с использованием соответствующих весов.МЕТАЛЛ реализует два подхода. Первый подход преобразует направление эффекта и значение P , наблюдаемое в каждом исследовании, в подписанный балл Z , так что очень отрицательные баллы Z указывают на небольшое значение P и аллель, связанный с более низким уровнем заболевания. уровни риска или количественных признаков, тогда как большие положительные значения Z указывают на небольшое значение P и аллель, связанный с более высоким риском заболевания или уровнями количественных признаков. Z -баллы для каждого аллеля объединяются по выборкам во взвешенную сумму с весами, пропорциональными квадратному корню из размера выборки для каждого исследования (Stouffer et al., 1949). В исследовании с неравным количеством случаев и контролей мы рекомендуем указывать эффективный размер выборки во входном файле, где N _eff = 4 / (1/ N _{случаев} + 1/ N _ctrls). Этот подход очень гибкий и позволяет комбинировать результаты, даже если оценки размера эффекта недоступны или β-коэффициенты и стандартные ошибки отдельных исследований указаны в разных единицах. Второй подход, реализованный в METAL, взвешивает оценки размера эффекта или β-коэффициенты по их оценкам стандартных ошибок.Этот второй подход требует, чтобы оценки размера эффекта и их стандартные ошибки были в согласованных единицах во всех исследованиях. Асимптотически эти два подхода эквивалентны, когда распределение признаков идентично по выборкам (так что стандартные ошибки являются предсказуемой функцией размера выборки). Ключевые формулы для обоих подходов приведены в таблице 1.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1 Реализация

При внедрении нашего программного обеспечения для метаанализа первоочередной задачей было облегчение идентификации и решения общих проблем в метаанализе.Второстепенным соображением была возможность указывать настраиваемые заголовки и разделители, чтобы комбинировать входные файлы с различными форматами, сгенерированные из различных статистических пакетов. METAL пытается решить или пометить общие проблемы, которые возникают в результате несогласованного выбора меток аллелей или геномной цепи в исследованиях, или наличия недопустимых значений P или статистики теста в подмножестве маркеров (из-за числовых ошибок). METAL позволяет фильтровать данные в соответствии с мерами контроля качества и может обрабатывать очень большие наборы данных (которые обычно составляют несколько ГБ) на рабочих станциях с объемом памяти, не превышающим 2 ГБ.

3,2 Использование

METAL широко используется многими группами с момента его первого выпуска в январе 2008 года. Это полевое тестирование позволило не только провести тщательную отладку, но и улучшить методы обнаружения ошибок. METAL можно запускать в интерактивном режиме или с помощью командного сценария в качестве входных данных. Входные файлы обрабатываются по одному и используются для обновления промежуточной статистики, хранящейся в памяти. Компания METAL применяет тест Cochran Q на неоднородность (Cochran, 1954), и по запросу пользователя может быть рассчитана соответствующая статистика.METAL был разработан для гибкого форматирования входных файлов и позволяет пользователям настраивать метки для ключевых столбцов, разделители полей ввода и другие характеристики каждого входного файла. Информация о геномной цепи используется, если она доступна, и — когда она недоступна — METAL автоматически устраняет несовпадения цепей для маркеров, для которых цепь очевидна (например, все SNP, кроме тех, которые имеют аллели A / T и C / G). В METAL есть возможность оценить параметр геномного контроля (Devlin and Roeder, 1999) для каждого входного файла и применить соответствующую поправку геномного контроля к входной статистике перед выполнением метаанализа.Чтобы облегчить обнаружение меток аллелей, которые могли быть неправильно указаны пользователем, что имеет решающее значение для правильного определения направления воздействия, METAL реализует опцию вывода среднего, дисперсии, а также минимальной и максимальной частот аллелей для каждого маркера. . METAL будет отслеживать настраиваемую статистику, такую как совокупный размер выборки, даже при выполнении стандартного метаанализа с взвешиванием по ошибкам. METAL может читать заархивированные файлы, чтобы обеспечить эффективное использование дискового пространства и, при необходимости, позволяет анализировать подмножества маркеров.Полная документация по всем параметрам доступна на http://www.sph.umich.edu/csg/abecasis/metal/.

3.3 Производительность

METAL был написан на C ++ и находится в свободном доступе для загрузки. METAL компилируется и работает в большинстве систем Unix и Linux, а также на рабочих станциях Windows и Mac. Недавно мы провели мета-анализ GWAS для ИМТ (Willer et al. , 2009). Анализ включал 15 исследований, каждое со статистикой ассоциации в 2,2–2,5 миллиона SNP (средний размер файла 225 МБ), в общей сложности 36 миллионов статистических данных ассоциации и набор входных файлов всего 3.4ГБ. Для этого анализа потребовалось менее 6 минут вычислительного времени и 790 МБ памяти на процессоре Intel с тактовой частотой 2,83 ГГц. Время выполнения масштабируется линейно с количеством изученных исследований — метаанализ, включающий 74 входных файла (каждый с SNP> 2,5 м), занял 36 минут и 1 ГБ памяти.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы благодарят Майкла Бёнке, Хён Мин Канга и Энн Джексон за рецензирование ранних версий этой статьи. Мы также благодарны многочисленным сотрудникам Консорциума GIANT, Глобального генетического консорциума липидов и Консорциума DIAGRAM за тестирование METAL и предоставление множества полезных предложений.

Финансирование : G.R.A. при частичной поддержке Национального института исследования генома человека (HG0002651 и HG0005214) и Национального института психического здоровья (MH084698). C.J.W. был поддержан премией «Путь к независимости» Национального института сердца, легких и крови (K99HL094535). Ю.Л. был поддержан Национальным институтом диабета, болезней органов пищеварения и почек (DK078150-03, PI Mohlke) и Национальным институтом рака (CA082659-11S1, PI Lin).

Конфликт интересов : не объявлен.

ССЫЛКИ

Комбинация оценок из разных экспериментов

Biometrics

1954

, vol.

(стр.

101

—

129

) и др.

Практические аспекты основанного на вменении метаанализа полногеномных ассоциаций

Hum. Мол. Genet.

2008

, т.

(стр.

R122

—

R128

),.

Геномный контроль для ассоциативных исследований

Biometrics

1999

, vol.

(стр.

997

—

1004

) и др.

Шесть новых локусов, ассоциированных с холестерином липопротеидов низкой плотности крови, холестерином липопротеинов высокой плотности или триглицеридами у людей

Nat. Genet.

2008

, т.

(стр.

189

—

197

) и др.

Общие варианты в 30 локусах способствуют полигенной дислипидемии

Nat. Genet.

2009

, т.

(стр.

—

),.

Мета-анализ полногеномных ассоциативных исследований: отсутствие повышения эффективности при использовании данных отдельных участников

Genet. Эпидемиол.

2009

, т.

(стр.

—

) и др.

Полногеномное ассоциативное исследование идентифицирует восемь локусов, связанных с артериальным давлением

Nat. Genet.

2009

, т.

(стр.

666

—

676

) и др.

Варианты MTNR1B влияют на уровень глюкозы натощак

Нат.Genet.

2009

, т.

(стр.

—

) и др.

Полногеномное ассоциативное исследование диабета 2 типа у финнов обнаруживает множественные варианты восприимчивости

Science

2007

, vol.

316

(стр.

1341

—

1345

) и др.

Оптимальные планы для двухэтапных полногеномных ассоциаций

Genet. Эпидемиол.

2007

, т.

(стр.

776

—

788

) и др.,

Корректировка при армейском быту.

1949

Princeton, NJ

Princeton University Press

, et al.

Недавно идентифицированные локусы, которые влияют на концентрацию липидов и риск ишемической болезни сердца

Nat. Genet.

2008

, т.

(стр.

161

—

169

) и др.

Шесть новых локусов, связанных с индексом массы тела, подчеркивают влияние нейронов на регуляцию массы тела

Nat. Genet.

2009

, т.

(стр.

—

) и др.

Мета-анализ данных ассоциации по всему геному и крупномасштабной репликации выявляет дополнительные локусы восприимчивости для диабета 2 типа

Nat. Genet.

2008

, т.

(стр.

638

—

645

)

Заметки автора

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5), которая разрешает неограниченное некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинала.

METAL: быстрый и эффективный мета-анализ сканирования ассоциаций генома | Биоинформатика

Аннотация

Описание: METAL предоставляет эффективный с вычислительной точки зрения инструмент для метаанализа полногеномного сканирования ассоциаций, который является широко используемым подходом для улучшения исследований картирования генов силовых сложных признаков.METAL предоставляет богатый интерфейс сценариев и реализует эффективное управление памятью, что позволяет анализировать очень большие наборы данных и поддерживать различные форматы входных файлов.

Контактное лицо: goncalo @ umich.edu

1 ВВЕДЕНИЕ

Метаанализ становится все более важным инструментом в полногеномных ассоциативных исследованиях (GWAS) сложных генетических заболеваний и признаков (de Bakker et al., 2008 г.). Мета-анализ обеспечивает эффективную и практичную стратегию обнаружения вариантов с умеренным размером эффекта (Skol et al. , 2007). Мы и другие использовали METAL для выполнения метаанализа GWAS для определения локусов, воспроизводимо связанных с различными признаками, такими как диабет 2 типа (Scott et al. , 2007; Zeggini et al. , 2008). , уровни липидов (Kathiresan et al. , 2008, 2009; Willer et al. , 2008), ИМТ (Willer et al., 2009), артериальное давление (Newton-Cheh et al. , 2009) и уровень глюкозы натощак (Prokopenko et al. , 2009).

2 МЕТОДА

3 РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1 Реализация

3,2 Использование

3.3 Производительность

БЛАГОДАРНОСТИ

Конфликт интересов : не объявлен.

ССЫЛКИ

Комбинация оценок из разных экспериментов

Biometrics

1954

, vol.

(стр.

101

—

129

) и др.

Практические аспекты основанного на вменении метаанализа полногеномных ассоциаций

Hum. Мол. Genet.

2008

, т.

(стр.

R122

—

R128

),.

Геномный контроль для ассоциативных исследований

Biometrics

1999

, vol.

(стр.

997

—

1004

) и др.

Nat. Genet.

2008

, т.

(стр.

189

—

197

) и др.

Общие варианты в 30 локусах способствуют полигенной дислипидемии

Nat. Genet.

2009

, т.

(стр.

—

),.

Genet. Эпидемиол.

2009

, т.

(стр.

—

) и др.

Nat. Genet.

2009

, т.

(стр.

666

—

676

) и др.

Варианты MTNR1B влияют на уровень глюкозы натощак

Нат.Genet.

2009

, т.

(стр.

—

) и др.

Science

2007

, vol.

316

(стр.

1341

—

1345

) и др.

Оптимальные планы для двухэтапных полногеномных ассоциаций

Genet. Эпидемиол.

2007

, т.

(стр.

776

—

788

) и др.,

Корректировка при армейском быту.

1949

Princeton, NJ

Princeton University Press

, et al.

Nat. Genet.

2008

, т.

(стр.

161

—

169

) и др.

Шесть новых локусов, связанных с индексом массы тела, подчеркивают влияние нейронов на регуляцию массы тела

Nat. Genet.

2009

, т.

(стр.

—

) и др.

Nat. Genet.

2008

, т.

(стр.

638

—

645

)

Заметки автора

METAL: быстрый и эффективный мета-анализ сканирования ассоциаций генома | Биоинформатика

Аннотация

Описание: METAL предоставляет эффективный с вычислительной точки зрения инструмент для метаанализа полногеномного сканирования ассоциаций, который является широко используемым подходом для улучшения исследований картирования генов силовых сложных признаков.METAL предоставляет богатый интерфейс сценариев и реализует эффективное управление памятью, что позволяет анализировать очень большие наборы данных и поддерживать различные форматы входных файлов.

Контактное лицо: goncalo @ umich.edu

1 ВВЕДЕНИЕ

Метаанализ становится все более важным инструментом в полногеномных ассоциативных исследованиях (GWAS) сложных генетических заболеваний и признаков (de Bakker et al., 2008 г.). Мета-анализ обеспечивает эффективную и практичную стратегию обнаружения вариантов с умеренным размером эффекта (Skol et al. , 2007). Мы и другие использовали METAL для выполнения метаанализа GWAS для определения локусов, воспроизводимо связанных с различными признаками, такими как диабет 2 типа (Scott et al. , 2007; Zeggini et al. , 2008). , уровни липидов (Kathiresan et al. , 2008, 2009; Willer et al. , 2008), ИМТ (Willer et al., 2009), артериальное давление (Newton-Cheh et al. , 2009) и уровень глюкозы натощак (Prokopenko et al. , 2009).

2 МЕТОДА

3 РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1 Реализация

3,2 Использование

3.3 Производительность

БЛАГОДАРНОСТИ

Конфликт интересов : не объявлен.

ССЫЛКИ

Комбинация оценок из разных экспериментов

Biometrics

1954

, vol.

(стр.

101

—

129

) и др.

Практические аспекты основанного на вменении метаанализа полногеномных ассоциаций

Hum. Мол. Genet.

2008

, т.

(стр.

R122

—

R128

),.

Геномный контроль для ассоциативных исследований

Biometrics

1999

, vol.

(стр.

997

—

1004

) и др.

Nat. Genet.

2008

, т.

(стр.

189

—

197

) и др.

Общие варианты в 30 локусах способствуют полигенной дислипидемии

Nat. Genet.

2009

, т.

(стр.

—

),.

Genet. Эпидемиол.

2009

, т.

(стр.

—

) и др.

Nat. Genet.

2009

, т.

(стр.

666

—

676

) и др.

Варианты MTNR1B влияют на уровень глюкозы натощак

Нат.Genet.

2009

, т.

(стр.

—

) и др.

Science

2007

, vol.

316

(стр.

1341

—

1345

) и др.

Оптимальные планы для двухэтапных полногеномных ассоциаций

Genet. Эпидемиол.

2007

, т.

(стр.

776

—

788

) и др.,

Корректировка при армейском быту.

1949

Princeton, NJ

Princeton University Press

, et al.

Nat. Genet.

2008

, т.

(стр.

161

—

169

) и др.

Шесть новых локусов, связанных с индексом массы тела, подчеркивают влияние нейронов на регуляцию массы тела

Nat. Genet.

2009

, т.

(стр.

—

) и др.

Nat. Genet.

2008

, т.

(стр.

638

—

645

)

Заметки автора

Какая самая быстрая металлическая песня?

Источник: Wikimedia commons

Металлическая сцена заполнена десятками лучших. Лучшие, самые тяжелые, самые громкие — все они субъективны и создают сцену для дебатов, которые могут бушевать часами, неделями или даже годами — в конце концов, никто на самом деле не прав или не прав.Но самый быстрый — конечно, это мера, которую мы можем выделить и проанализировать, особенно в наш технический век, когда онлайн-инструменты могут измерять что угодно.

Оценка темпа

Нам годами говорили, что металл может испортить наш мозг, и есть один способ, которым это абсолютно верно. Некоторые треки, которые могут показаться невероятно быстрыми, на самом деле не воспроизводятся в быстром темпе, в то время как другие могут звучать не быстро, но их удары в минуту могут вызвать сердечный приступ.Такая высокая скорость музыки может повлиять даже на мозговые процессы, поэтому во время обучения мозг очень хорошо стимулируется и ускоряет умственные процессы у некоторых учеников, это хороший шанс сделать домашнее задание и насладиться музыкой. что студентам теперь нужна помощь в домашнем задании по музыке на Myhomeworkdone.com, чтобы получить отличное эссе на музыкальную тему. Что бы вы назвали самым быстрым металлическим треком за всю историю? «Неистовое разрушение живота» от Cannibal Corpse? «Опаленный» Порождением Одержимости? Мы можем ответить на вопросы, на которые нет ответа, благодаря анализатору песни BPM в Get Song BPM, и получить окончательные ответы раз и навсегда.Вы можете изучить несколько хороших, но доступных вариантов некоторых педалей перегрузки, чтобы узнать, могут ли они справиться с этой скоростью.

Что касается этих двоих, то они показывают очень неторопливые 126 и 154 ударов в минуту соответственно. Хотите узнать несколько серьезно-рэп-металлических песен? Читайте окончательную первую десятку — то есть окончательную, если вы не знаете другого.

10) Темный ангел — Смерть неизбежна (Жизнь — нет) 200 ударов в минуту

The LA Caffeine Machine, как их с любовью называют, никогда не имели массового успеха некоторых из их современников, но их четыре студийных альбома получили признание критиков в мире металла.Группа также является опорой фестивальной сцены. Смерть определена (Life is Not) из альбома 1986 года Darkness Descends начинает нашу десятку.

9) Министерство — Хлыст и цепь — 200 ударов в минуту

Ministry вышел на чикагскую сцену в 1981 году. Фронтмен Ален Йоргенсен ранее был в новой вэйв-группе Special Affect, и когда он сформировал Ministry с басистом Марти Соренсоном, барабанщиком Стивеном Джорджем, Робертсом и Джоном Дэвисом на клавишных, группа была в группе. похожая жилка, и появилась рядом с подобными Близнецам Томпсон и Человеческой лиге.но к концу 80-х они стали пионерами на растущей индустриальной металлической сцене. Whip and Chain из их альбома 1999 года Dark Side of the Spoon.

8) Бритва — пожизненное заключение — 200 ударов в минуту

Канадская спид-метал группа Razor по-прежнему сильна после 35 лет, с Дэйвом Карло у руля и вращающейся дверью участников группы на его стороне. Есть выбор песен, которые достигают магической отметки 200 ударов в минуту, но мы ушли с Life Sentence из альбома 1997 года Decibels.

7) Истребитель — Кровавый дождь — 220 ударов в минуту

Упомяните сразу, и большинство людей сразу же подумают о Slayer. В их альбоме 1986 года Reign in Blood есть несколько предложений в очень быстром темпе, в том числе Angel of Death со скоростью 212 ударов в минуту. Но еще быстрее финальный трек Raining Blood.

6) Pantera — Ковбои из ада — 221 ударов в минуту

Сибирская язва мыслящего человека? Возможно, эти парни из Арлингтона, штат Техас, безусловно, привлекли своих преданных поклонников, когда они появились на сцене примерно в то же время, что и некоторые из тех громких имен 80-х, включая Megadeth и Metallica.Заглавный трек с их альбома 1990 года — один из самых быстрых.

Как быстро получить высококачественный металл

Чтобы выжить в дикой природе, нужно собирать ресурсы и строить конструкции, в которых можно укрыться. Игроки, пользующиеся Rust , вероятно, хорошо знакомы с этой концепцией и лучше всего знают, где искать и что делать, чтобы настроить свою базу как можно более эффективно.

СВЯЗАННЫЙ: Rust: советы по PVP для новых консольных игроков

Игроки, стремящиеся создать оружие самого высокого уровня, скорее всего, будут искать высококачественный металл, который является довольно редким ресурсом.К счастью, есть несколько способов получить некоторые из них, но какой из них наиболее эффективен, зависит от текущей ситуации игрока.

Самый простой и простой способ собрать высококачественный металл — это добыть высококачественную металлическую руду из определенного вида каменного узла и переплавить ее в печи. Есть несколько типов этих валунов, которые можно найти в дикой природе, однако все они разного цвета, что позволяет игрокам определить, какой ресурс они могут достаточно легко сбросить.

СВЯЗАННЫЙ: Rust: Руководство по автомобилям для начинающих

Высококачественная металлическая руда (а также обычная металлическая руда) может быть получена путем уничтожения узлов металлического камня, которые имеют красновато-коричневый цвет с некоторыми пятнышками голубовато-серого цвета . Игроки должны иметь в виду, что коэффициент выпадения в значительной степени предпочтительнее, чем у обычной металлической руды, поэтому получение высококачественной металлической руды этим методом может занять некоторое время.

Тем, кто ищет районы с более естественными источниками высококачественной металлической руды, следует отправиться в арктический регион, поскольку у них больше металлических товаров, чем в засушливых регионах. Обустройство карьера может быть оптимальным методом добычи высококачественной металлической руды в холодном ландшафте, хотя для его создания требуется довольно много времени и ресурсов.

Хотя полагаться на спавны ящиков с добычей в поисках ресурсов не идеально, поскольку они необычны и встречаются только в определенных областях, их все же стоит найти и открыть для шанса на некоторые приличные товары. Металл высокого качества можно найти в 2 типах ящиков с добычей, хотя эти виды встречаются реже, чем многие другие варианты ящиков с добычей.

СВЯЗАННЫЙ: Rust: как совершать набеги

Военный ящик с добычей

Содержит высококачественные ресурсы, а также предметы и появляется только у памятников.

Элитный ящик с добычей

Содержит большое количество ресурсов высочайшего качества, а также предметы и появляется только на месте запуска ракеты и внутри военных туннелей.

Игроки, находящиеся возле памятников, особенно складов и супермаркетов, могут воспользоваться способом получения высококачественного металла из компонентов и предметов с помощью переработчиков.Эти желто-зеленые машины не могут быть построены игроками, и их нужно найти для использования.

То, какой элемент игрок вставляет в Recycler, будет определять ресурсы, которые он выплевывает, однако имейте в виду, что долговечность имеет довольно большое значение, и больше ресурсов будет предоставлено, если игроки вставят компоненты и предметы, у которых осталось больше прочности.

предметов, которые при переработке выпадают из металла самого высокого качества (100% долговечность)

Auto Turret — 20 единиц металла высокого качества
Металлическая пластина для сундука — 13 высококачественного металла
Изготовленный на заказ SMG — 10 высококачественных металлов

СЛЕДУЮЩИЙ: Ржавчина: все оружие военного уровня, ранговое

Каждый раз, когда Amouranth исключают из Twitch, и почему

Twitch блокировал Amouranth несколько раз за эти годы, и почти каждый запрет выносился за разные нарушенные правила.

Об авторе Рейад Рахаман (Опубликовано 627 статей)

Рейад — писатель в жанрах фэнтези, ужасы и научная фантастика, который любит играть в видеоигры, полные монстров и магии.Когда он не пишет уникальные и безжалостные спекулятивные фантастики и не убивает демонов в виртуальных мирах, он пишет руководства по стратегии, чтобы помочь другим достичь своих игровых целей.

Более От Рейяда Рахамана

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Подлинное накопление двухвалентных ионов магния и кинетика быстрой диффузии в оксидах металлов при комнатной температуре

Перезаряжаемые поливалентные металл-ионные батареи являются перспективными источниками энергии, которые потенциально могут удовлетворить существующий спрос на электрохимические накопители энергии с высокой плотностью энергии (1, 2) .Электрохимические реакции разряда и заряда в этих батареях включают множественные переносы электронов на ион, что может значительно увеличить емкость накопления ионов по сравнению с емкостью одновалентных батарей. Среди исследованных систем наиболее приемлемым вариантом считаются Mg-ионные аккумуляторы, использующие ионы двухвалентного магния (Mg ²⁺) в качестве носителей заряда. В дополнение к своим многочисленным преимуществам, таким как обильные ресурсы магния, низкая стоимость изготовления и экологичность, эти батареи демонстрируют бездендритное покрытие из магния и удаление его во время электрохимического цикла, что обеспечивает высокую эксплуатационную безопасность.Кроме того, объемная емкость Mg-анодов (3 833 мАч см ⁻³) почти в два раза больше, чем у литиевых анодов (2,062 мАч см ⁻³) (3⇓ – 5). К сожалению, очень сложно реализовать подлинное хранение и быстрый перенос ионов Mg ²⁺ в твердых телах (особенно в неорганических оксидах) при низких температурах из-за их высокой степени поляризации и плотности заряда. Заряд иона Mg ²⁺ в два раза больше заряда иона Li ⁺, хотя ионный радиус Mg ²⁺ (0.72 Å) близко к Li ⁺ (0,76 Å). В результате ионы Mg ²⁺ с большей вероятностью образуют прочные ковалентные связи с электролитами (такие как связи Mg – Cl в обычно используемых полностью фенильных комплексных электролитах) с очень высокой энергией диссоциации. Между тем, сильные электростатические взаимодействия между ионами Mg ²⁺ и твердыми решетками-хозяевами значительно подавляют их кинетику диффузии в этих решетках. В результате миграционный барьер для ионов Mg ²⁺ обычно выше, чем для ионов Li ⁺ в том же материале катода (6⇓ – 8).

Чтобы преодолеть барьер диссоциации связи Mg и улучшить кинетику диффузии ионов Mg, химия интеркаляции основана на сольватированном Mg ²⁺ в качестве интеркалирующих катионов, включая Mg (DME) ₃ ²⁺, Mg (H ₂ O) _x ²⁺ и MgCl ⁺ (9⇓ – 11). Эти комплексные ионы понижают плотность заряда, увеличивая ионный радиус или уменьшая общий заряд. Хотя хранение этих комплексных ионов устраняет недостатки, связанные с диссоциацией и диффузией чистых ионов Mg ²⁺, оно создает несколько проблем.Практические плотности энергии на уровне элементов для гибридной батареи, основанной на такой химии интеркаляции, ниже, чем у батареи, в которой используется исключительно накопитель Mg ²⁺. Кроме того, совместное введение этих объемных молекул растворителя вызывает значительные изменения объема электрода, тем самым ограничивая его срок службы. Недавно для решения этих проблем был разработан двусторонний подход (12). Он включал в себя хранение исключительно ионов Mg ²⁺ и их быструю диффузию в твердом состоянии в органическом катоде, изготовленном из пирен-4,5,9,10-тетраона.Химию окислительно-восстановительного процесса гетерогенной енолизации использовали, чтобы избежать разрыва и реформирования связи; тем временем электролит, содержащий слабокоординированные анионы в смеси эфирных растворителей, был использован для увеличения объемной подвижности ионов и ускорения десольватации Mg ²⁺ на поверхности электрода. Тем не менее, в неорганических материалах все еще остается критически важной задачей преодолеть две важные проблемы: диссоциацию ионов в традиционном комплексном электролите с хлоридом магния и диффузию ионов в твердом состоянии.Разработка перезаряжаемых неорганических катодов для Mg-аккумуляторов с использованием рациональной конструкции является основным ограничивающим фактором этой многообещающей технологии пост-литий-ионных аккумуляторов.

Оксиды металлов — наиболее многообещающие электродные материалы для литий-ионных аккумуляторов, поскольку они обладают превосходной химической и термической стабильностью; однако это не всегда верно для ионно-магниевых батарей. По сравнению с сульфидами и селенидами, большинство оксидов металлов страдают низкой обратимой емкостью и медленной кинетикой диффузии из-за более высокой прочности связи Mg – O по сравнению с связями Mg – S и Mg – Se (7, 13).Кроме того, реакция ионов Mg с сильно поляризуемыми ионами O ²⁻ часто приводит к образованию MgO, а не к интеркаляции Mg ²⁺, что делает практически невозможным достижение обратимости в катодах на основе оксидов (14). Таким образом, разработка перезаряжаемых металлооксидных электродных материалов для Mg-ионных батарей, характеризующихся подлинным накоплением Mg ²⁺, быстрой твердотельной диффузионной кинетикой и отличными характеристиками цикличности (особенно при комнатной и низких температурах), оставалась непреодолимой задачей.

В данной работе подлинная интеркаляция / деинтеркаляция Mg ²⁺ и быстрая диффузия в решетках оксидов были реализованы не только при комнатной температуре, но и при отрицательных температурах. Эти выдающиеся результаты были достигнуты путем размещения протонов на отрицательно заряженных оксидных листах с дефицитом металла и беспорядочной укладки этих листов на определенном расстоянии (эта стратегия схематично проиллюстрирована на рис. 1). Срыву ионов Cl ^— способствовало наличие протонов между слоями, в то время как быстрая диффузия Mg ²⁺ обеспечивалась распространением волновой функции вдоль атомного желоба на уникальной поверхности листа из-за анизотропного эффекта Смолуховского. .Это вызвало образование плоских поверхностей потенциальной энергии и диффузионных магистралей, которые дали рекордно высокую проводимость ионов магния 1,8 × 10 ^-4 См см ^-1. В результате изготовленный Mg-ионный элемент продемонстрировал высокую удельную мощность 7,4 кВт кг ^-1 при сохранении энергии 113,0 Втч кг ^-1. Практически аккумуляторная батарея, которая заряжалась за 55 с, могла постепенно разряжаться в течение стабильной продолжительной работы ~ 4.5 часа. Даже при отрицательной температуре −15 ° C емкость электрода оставалась выше 55%, а коэффициент диффузии находился в диапазоне от 10 ⁻⁹ до 10 ⁻¹¹ см ² мкс ⁻¹ ( 10 ⁻⁸ до 10 ⁻¹⁰ см ² с ⁻¹ при комнатной температуре).Предлагаемая стратегия является общей и может быть легко применена к другим материалам двумерных электродов, включая оксид титана, оксид марганца и карбид титана с концевыми оксианионными группами.

Результаты и обсуждение

Листы оксида титана с чистым отрицательным зарядом (Ti _1,74 O ₄ ^1,04–) были выбраны для репрезентативного исследования. Эти листы были получены мягким химическим расслаиванием с использованием слоистого материала K _0,8 Ti _1,73 Li _0.27 O ₄ в качестве предшественника, протонированного в кислоте и расслаивающегося в гидроксиде тетраметиламмония ( SI Приложение , рис. S1) (15). Некоторое количество протонов и следов электролита осталось в виде остатков на поверхности листов. Протоны могут быть в форме ионов гидроксония или гидроксила, адсорбированных на атомах кислорода в вершинах октаэдров TiO ₆. Изображения, полученные с помощью атомно-силовой микроскопии, показали, что синтезированные листы оксида титана имели поперечный размер от 2 до 6 мкм и толщину 1.1 нм (рис.2 A ). Значение толщины соответствовало сумме кристаллографических параметров, определенных для одиночного слоя оксида титана (0,75 нм) и адсорбированных ионов (16, 17). Листы Ti _1,74 O ₄ ^1,04- показали высокую плотность чистых отрицательных зарядов (9,12 нм ^-2), что обеспечило возможность электростатической самосборки с положительно заряженными гостями, такими как протонированные амины ( SI Приложение , рис. S2). Ряд первичных аминов с различной длиной алкильной цепи был исследован для определения состояний гостевых аминов в галереях.Наличие двух пиков дифракции рентгеновских лучей (XRD), соответствующих отражениям внутри листа (200) и (002), указывает на то, что структура элементарных листов лепидокрокита сохранялась на протяжении всего процесса (рис.2 B и SI Приложение ). , Рис. S3). Анализ межслоевых отражений, зависящих от зазора (00 l ), вместе с расчетами по теории функционала плотности (DFT) показал, что алкильные цепи, вероятно, были расположены в двухслойной парафиноподобной конформации, которая является типичной структурой слоистых материалов ( SI Приложение , рис.S3 и S4) (18). Угол наклона составлял ~ 30 °. Отсутствие общих ( hkl ) отражений указывало на неупорядоченную укладку листов и отсутствие регистра между соседними листами. Листы, протонированные аминами, также показали ступенчатое увеличение толщины, подтверждая взаимодействие ионов аммония с отрицательно заряженными листами оксида титана ( SI Приложение , рис. S5). Образец с гексиламмониевым интервалом был выбран для дальнейших детальных исследований из-за его оптимальных электрохимических свойств.

Рис. 2.

Структура материала. ( A ) Типичное изображение отслоившихся листов оксида титана, полученное с помощью атомно-силовой микроскопии. ( B ) Рентгенограмма и изображение ( C ) сканирующей электронной микроскопии уложенных друг на друга листов оксида титана, которые показывают характерную структуру стопки и морфологию пластинок. ( D ) Инфракрасные спектры с преобразованием Фурье молекул пиридина, адсорбированных на подготовленном образце оксида титана при 50 ° C. Наличие полос, связанных с ионами пиридиния, подтверждает высокую бренстедовскую кислотность образца оксида.

Образцы, разделенные гексиламмонием, описывались формулой (Ti _1,74 O ₄) ^1,04− (C ₆ H ₁₆ N) ⁺ _0,36 (H ⁺) _0,68 · 1,37H ₂ O ( SI Приложение , рис. S6), содержащий одну аминогруппу на каждые 2,77 элементарных ячеек оксида титана. Результаты наблюдений с помощью сканирующей электронной микроскопии показали, что полученный образец имел пластинчатую морфологию с латеральным размером от 2 до 10 мкм и толщиной от 10 до 20 нм (рис.2 C и SI Приложение , рис. S7). Из интервала между слоями 1,77 нм, оцененного с помощью XRD, было обнаружено, что каждая пластинка представляет собой стопку из 17 листов. Изображения поперечного сечения с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HR – TEM) показали наличие структуры стопки с межслоевым расстоянием 1,7 нм ( SI, приложение , рис. S8), что хорошо согласуется с данными XRD. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) и спектры комбинационного рассеяния подтвердили гибридизацию фазы оксида титана с протонированными алкиламинами ( SI Приложение , рис.S9). Поскольку энергия диссоциации связи Mg – Cl была значительно снижена в присутствии протонов (см. Пост, см. Рис. 5 E и связанные объяснения), способность оксидной структуры генерировать протоны (кислотность по Бренстеду) оценивалась с помощью изучение адсорбции слабоосновного пиридинового зонда, предполагая, что этот процесс может происходить только в сильно кислых центрах. Доминирующие ИК-полосы, расположенные при 1488 и 1540 см 9 · 1016 −1 9 · 1017 на рис.2 D , характерны для ионов пиридиния (протонированный пиридин), что указывает на высокую кислотность Бренстеда, которая, вероятно, возникла из-за наличия протонов между слоями (19 ).Полученные результаты показали, что анализируемая структура представляет собой неупорядоченную пластинчатую стопку листов оксида титана с наклоненными алкиламинами и протонами в галереях.

Электрохимическая активность разработанного оксидного электрода для хранения ионов Mg была оценена с использованием плоского элемента с Mg-анодом. Стандартный полностью фенил-хлоридный комплексный электролит (0,4 M 2PhMgCl – AlCl ₃ в тетрагидрофуране) был использован из-за его высокой кулоновской эффективности для обратимого осаждения Mg ( SI, приложение , рис.S10). Расчетная теоретическая емкость, основанная на полном восстановлении Ti ⁴⁺ до Ti ³⁺, составила ∼317 мАч г ^-1 (1,73 заряда на формульную единицу). Рис. 3 A отображает профили заряда-разряда, записанные при низком уровне тока 0,05 A g ⁻¹ после цикла активации ( SI, приложение , рис. S11). Хотя двухвалентные ионы Mg обычно обладают низкой подвижностью, и для достижения удовлетворительной емкости батареи требуется относительно высокая температура, разрядная емкость 260 мАч г ^-1 была получена при практической плотности тока 50 мА г ^-1. (0.16 C) и комнатной температуре (25 ° C). Полученная разрядная емкость соответствовала 1,42 переноса электрона на формульную единицу (82% от теоретического значения). Результаты измерений методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой показали, что содержание Mg в исследуемом образце составляло 0,76 ( SI Приложение , рис. S12). Затем по загрузке и содержанию Mg определяли состав интеркалированных частиц; неожиданно, основной интеркалированный состав включал двухвалентные ионы Mg ²⁺ и MgCl ⁺ с молярным соотношением 0.66: 0,10. Количественный анализ методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии дал согласованные результаты с атомным отношением Cl к Mg, равным 0,12 ( SI, приложение , рис. S12). Времяпролетная масс-спектрометрия вторичных ионов (TOF – SIMS) — это мощный метод идентификации элементов на атомном уровне с высокой чувствительностью, соответствующей пределу обнаружения в миллиардных долях (20). В полученных профилях TOF – SIMS сигнал, генерируемый ионами Mg ⁺, был зарегистрирован при m / z = 24.Однако количества Cl ^— или комплексных ионов электролита, включая MgCl ⁺ и Mg ₂ Cl ₃ ⁺, были незначительными, что подтверждает, что ионы Mg ²⁺ были основными активными частицами ( Рис.3 B и C ). Все обнаруженные частицы были равномерно распределены по объему электрода, как показано на профилях глубины распыления TOF-SIMS пленки толщиной 210 нм, изображенной на рис. 3 D . Полученные спектры ЯМР с вращением под магическим углом ²⁵ Mg также не обнаруживают детектируемых сигналов, связанных с частицами Mg – Cl (рис.3 E ). Таким образом, ионы MgCl ⁺ не входили в число активных катионов в изученных электрохимических реакциях. Кроме того, не было обнаружено сигнала, соответствующего видам MgO (при ∼26 ppm), что препятствовало образованию гексакоординированных форм MgO (21). Таким образом, настоящее исследование демонстрирует подлинное внедрение двухвалентных ионов Mg в решетку неорганического оксида.

Рис. 3.

Genuine Mg ²⁺ (де) интеркаляция в оксидном электроде. ( A ) Профили «напряжение – емкость», полученные для Mg _x Ti _1.74 O ₄ электрод при температуре от -15 до 55 ° C. Значения x были оценены с помощью элементного анализа индуктивно связанной плазмы. Профили TOF – SIMS, полученные для положительных ионов Mg ( B ) и ионов, содержащих ( C ) Cl, эмитированных с разряженного электрода. Вторичные ионы (то есть Mg ⁺ и Cl ⁺) генерировались посредством взаимодействий с пучком Bi ³⁺, используемым для анализа. ( D ) Профили TOF – SIMS по глубине различных химических веществ, присутствующих в разряженном электроде.Глубина образца рассчитывалась на основе калиброванной скорости распыления Cs ⁺ ∼0,03 нм с ⁻¹. ( E ) ²⁵ Mg ЯМР-спектр разряженного электрода.

Примечательно, что последующий процесс зарядки вызвал деинтеркаляцию почти всего количества Mg с кулоновской эффективностью ~ 100%. Оценочные соотношения компонентов Ti _1,74 O ₄, Mg, C ₆ H ₁₆ N и H ₂ O в полностью разряженном и заряженном электродах были равны 1: 0.76: 0,09: 1,1 и 1: 0,07: 0,09: 1,1 соответственно ( SI Приложение , рис. S13). Содержание катионов гексиламмония осталось неизменным, что способствовало сохранению структуры штабелирования. Кроме того, вода в решетке удерживалась в решетке, не проникая в электролит. Также было исследовано влияние температуры на характеристики ячейки. При рабочей температуре 55 ° C ячейка показала высокую емкость 312 мАч г ^-1 (1,7 заряда на формульную единицу), что было близко к теоретическому значению.Что еще более впечатляюще, сохранение высокой емкости наблюдалось при низких рабочих температурах (рис. 3 A ), показывая, что 55% емкости ячейки при комнатной температуре 25 ° C сохранялось при отрицательной температуре -15 ° C. Свойства сохранения емкости изготовленного электрода при отрицательной температуре превосходили описанные ранее для электродов из TiS ₂ (28%) (11) и VS ₄ (15%) (22).

Высокая плотность заряда двухвалентных катионов Mg обычно приводит к медленной диффузии в твердом состоянии (особенно в решетках оксидов металлов), что значительно снижает выходную мощность Mg-батарей.Коэффициент диффузии системы, разработанной в настоящем исследовании, был оценен с использованием метода гальваностатического периодического титрования. Коэффициент диффузии Mg ²⁺ снизился с 2,1 · 10 ⁻⁸ до 1,5 · 10 ⁻¹⁰ см ² с ⁻¹, с увеличением концентрации Mg ²⁺ в решетке-хозяине. (Рис.4 A ). Это уменьшение, вероятно, было вызвано электростатическим отталкиванием; однако наблюдаемый диапазон коэффициента диффузии Mg ²⁺ указывает на относительно быструю кинетику переноса заряда.Его значения, полученные для разработанной экспериментальной системы, были на ∼10 ²–10 ³ выше, чем у ранее описанных Mg ²⁺ -интеркаляционных материалов (23⇓⇓ – 26), включая кубический тиошпинель Ti ₂ S ₄ и фаза Шевреля Mo ₆ S ₈ (∼10 ⁻¹⁰ до 10 ⁻¹³ см ² ⋅ с ⁻¹) и даже сопоставима с MgCl ⁺ и Li ⁺ коэффициент диффузии (∼10 ⁻¹⁰ см ² s ⁻¹) (11, 22, 27⇓⇓⇓ – 31), как показано на рис.4 В . Поразительно, что при падении температуры до -15 ° C коэффициент диффузии Mg ²⁺ оставался в диапазоне от 10 ^-9 до 10 ^-11 см ² мкс ^-1, подтверждая быстрое диффузия ионов в исследуемой системе. Ионную проводимость также исследовали с помощью типичных измерений импедансной спектроскопии, которая дала значение 1,8 × 10 ^-4 См см ^-1 при комнатной температуре ( SI Приложение , рис. S14), хотя высокая температура Для транспортировки Mg ²⁺ обычно требуется> 500 ° C.Вклады как электронной проводимости, так и движения протонов были незначительны ( SI Приложение , рис. S15). Насколько нам известно, по сравнению со всеми отчетами, это все еще самый высокий рекорд, даже по величине, превышающей превосходные ионопроводящие металлоорганические каркасные материалы ( SI, приложение , таблица S1).

Рис. 4.

Быстрая и обратимая диффузия Mg ²⁺ в оксидном электроде. ( A ) Кривые метода гальваностатического прерывистого титрования и рассчитанные коэффициенты диффузии Mg ²⁺ в зависимости от стехиометрии электрода при температурах 25 и -15 ° C.( B ) Коэффициенты диффузии электродного материала, разработанного в настоящем исследовании, электродных материалов для типичных Mg-аккумуляторов (включая как двухвалентные Mg-ионные, так и одновалентные MgCl-ионные аккумуляторы) и электродные материалы для литиевых аккумуляторов. ( C ) Скоростные возможности, измеренные при скоростях заряда / разряда от 50 до 5000 мА г ⁻¹ (16 C) и массовых нагрузках 1, 2 и 5 мг см ⁻². ( D ) Циклические характеристики электродов при скорости заряда / разряда 500 мА г ^-1.Электрод активировали в течение трех циклов при 50 мА г 9 · 1016 -1 9 · 1017 перед циклическим испытанием. ( Inset ) Профили «напряжение – емкость», полученные во время цикла. ( E ) Типичные изображения поперечного сечения HR-TEM и профили интенсивности электрода из оксида титана, полученные до и после полного магнезии.

Кинетика быстрой диффузии в подготовленном электроде из оксида титана привела к стабильной и высокоскоростной способности даже в случае толстых электродов с массовыми нагрузками от 1 до 5 мг см 9 · 1016 −2 9 · 1017 (рис.4 С ). При типичной загрузке, используемой в исследовательских исследованиях (1 мг см 9 · 1016 −2 9 · 1017), электрод демонстрировал хорошее сохранение емкости в диапазоне от 260 до 241, 221, 198, 178, 156, 135, 118 и 100 мА · ч г ⁻¹ по мере того, как плотность тока постепенно увеличивалась от 50 до 100, 200, 500, 1000, 2000, 3000, 4000 и 5000 мА г ⁻¹ (16 C), соответственно. Даже при большой массовой загрузке 5 мг см ⁻² разрядная емкость достигла высокого значения 240 мАч г ⁻¹ при плотности тока 50 мА г ⁻¹ работала в условиях обедненного электролита (7.6 мкл ⋅ мг ^-1), демонстрируя возможность изготовления электродов с большой массой нагрузки с высокими энергетическими и энергетическими характеристиками. Полученная максимальная удельная мощность составила 7,4 кВт кг ⁻¹ при сохранении энергии 113,0 Вт · ч ⋅ кг ⁻¹, что было самым высоким значением, когда-либо зарегистрированным для систем хранения неорганического Mg ²⁺ и MgCl ⁺ ( SI Приложение , Таблица S2). Фактически, аккумулятор, который быстро заряжался до 15 A ⋅ g 9 · 1016 −1 9 · 1017 (47 C) за 55 с, мог стабильно работать более 4.5 ч при токе 0,05 А ⋅ г ⁻¹ (0,16 С) ( SI Приложение , рис. S16). Это весьма привлекательно для многих реальных приложений, таких как смартфоны, у которых достаточно времени автономной работы за счет подзарядки в течение 1 минуты.

Электроотрицательные атомы O в основных решетках типичных оксидов стремятся улавливать ионы Mg ²⁺, что предотвращает их высвобождение во время реакций зарядки, что приводит к возникновению необратимых реакций и плохой производительности цикла (6, 32). Впечатляет то, что оксидный электрод, разработанный в этом исследовании, продемонстрировал превосходную долговременную стабильность.При плотности тока 500 мА г ^-1 (1,6 ° C) и длительном прогоне более 2000 циклов сохранение емкости составляло 81% со скоростью затухания 0,0095% за цикл (рис. 4 D ). Когда рабочая температура снизилась до -15 ° C, электрод показал скорость снижения емкости 0,05% за цикл с емкостью 113 мАч г ^-1 после 400 циклов ( SI Приложение , рис. S17). В соответствии с этими характеристиками, формы профилей разряда / заряда сохранялись после длительного циклирования, а Mg-электрод сохранял морфологию поверхности без дендритов (см. Рис.4 D , Вставка и SI Приложение , Рис. S18). Насколько нам известно, быстродействие и циклическая стабильность электродного материала, изготовленного в этом исследовании, превосходили таковые для всех ранее описанных неорганических электродных материалов для Mg-ионных батарей ( SI Приложение , Рис. S19 и Таблица S3. ). Рентгеноструктурный анализ на месте показал, что ни фазовое превращение, ни значительное изменение объема не происходили во время типичного цикла заряда / разряда ( SI Приложение , рис.S20), что предполагает введение / извлечение ионов без деформации. Изображение поперечного сечения полностью разряженного электрода с помощью ВР-ПЭМ также показало, что слоистая структура с шагом 1,7 нм хорошо сохранилась, хотя ионы Mg, по-видимому, интеркалировались между слоями (рис. 4 E ). Такая характеристика квази-нулевой деформации является результатом опорного эффекта межслоевых ионов алкиламмония, что, в свою очередь, объясняет превосходную долговременную устойчивость оксидного электрода к циклированию.

Первичная степень окисления исходного электрода была Ti ⁴⁺, в то время как полностью разряженный электрод демонстрировал сдвиг в сторону низких энергий и восстановление до валентного состояния около Ti ³⁺. Это изменение валентного состояния Ti было обратимым во время альтернативных процессов намагничивания / размагничивания (рис. 5 B ). Участие атомов кислорода, молекул тетрагидрофурана растворителя и протонов было исключено (Рис. 5 C и SI Приложение , Рис.S21 и S22). При первой разрядке происходила частичная экстракция ионов алкиламмония, в результате чего образовывались свободные места для интеркаляции Mg. Результаты расчетов методом DFT показали, что остаточного количества C ₆ H ₁₆ N: Ti _1,74 O ₄ (= 0,09: 1) было достаточно для стабилизации структуры стопки с большим межслоевым расстоянием 1,7 нм. ( SI Приложение , рис. S23). Амины оставались почти неповрежденными во время последующих циклов разряда и заряда, и не было изменений в соответствующих интенсивностях сигналов и химическом составе, что может помочь стабилизировать структуру.Кроме того, интенсивности сигналов ЯМР ¹ H, генерируемых гидроксильными группами и решеточной водой, остались практически неизменными во время электрохимического цикла, демонстрируя высокую стабильность решеточной воды в структуре электрода, а также исключая участие протонов во время обратимого заряда. и разрядные реакции.

Рис. 5.

Механизм интеркаляции и быстрой диффузии настоящего Mg ²⁺. ( A ) Схематическое изображение механизма накопления и быстрой диффузии Mg ²⁺ в разработанном оксидном электроде, оцененное с использованием электролита PhMgCl – AlCl ₃.( B ) XANES-спектры разработанного оксидно-титанового электрода, записанные на K-крае Ti в различных заряженных и разряженных состояниях. ( C ) ^{1 Спектры ЯМР} H чистого, разряженного и заряженного электродов. ( D ) Барьер интеркаляции ионов MgCl ⁺ в зависимости от межслоевого расстояния. ( E ) Энергия десольватации разновидностей MgCl и связанное с этим изменение длины их связи. ( F ) Получены поверхности потенциальной энергии для ионов Mg ²⁺ и MgCl ⁺ вдоль различных путей диффузии.( G ) Профили электронной плотности структуры оксида титана. ( H ) Профили электронной плотности структуры оксида титана с добавленными атомами Mg и соответствующие различия в плотности заряда. Красный: накопление заряда, синий: истощение заряда.

На основании этих результатов был сделан вывод, что процесс накопления ионов, вероятно, включает три этапа: интеркаляция MgCl ⁺, диссоциация Mg – Cl на ионы Mg ²⁺ и Cl ^— и быстрые ионы Mg ²⁺ диффузия в решетке оксида титана (рис.5 А ). Практически во всех электролитных системах на основе хлора ионы Mg обычно существуют в сложной форме (MgCl ⁺ или минорный Mg ₂ Cl ₃ ⁺), диссоциация которых требует высокой энергии ~ 3,0 эВ. Таким образом, было подтверждено, что различные кластеры MgCl _x ⁺, а не ионы Mg ²⁺, являются активными катионами, участвующими в электрохимических реакциях, когда решетка-хозяин обладает достаточным пространством для размещения объемных ионов (11, 33, 34).Барьер интеркаляции для объемных ионов MgCl ⁺ с ионным радиусом 0,226 нм в разработанном электродном материале был оценен с помощью расчетов методом DFT. Существенное уменьшение до -2,7 эВ наблюдалось, когда межслоевое расстояние превышало 1,4 нм (рис. 5 D ), что примерно соответствует аккомодации двух слоев MgCl. Экспериментально количество ионов Mg, которые могут быть интеркалированы в галерею (интеркаляционная способность), сильно зависит от межслоевого расстояния.Для образцов с большими межслоевыми расстояниями количество интеркалированного Mg значительно увеличилось при тех же условиях измерения ( SI Приложение , рис. S24 и S25). Влияние удельной поверхности было исключено из рассмотрения, потому что все образцы с разнесенными алкиламмонием обладали одинаковой удельной поверхностью ( SI Приложение , рис. S26). Эти результаты предполагают, что расширенная прослойка способствует прямому интеркалированию ионов MgCl ⁺ на первом этапе.Впоследствии был определен состав интеркалированных частиц во всех структурах после полного разряда. Независимо от длины амина в основном наблюдались двухвалентные ионы Mg ²⁺ ( SI, приложение , рис. S27), что позволяет предположить, что отрыв ионов Cl, вероятно, связан с оксидной матрицей, возможно, с протонами на оксидных пластинах. Расчетная энергия разрыва связей Mg – Cl в присутствии ионов H ₃ O ⁺ значительно уменьшилась с 2,82 до 0.86 эВ, а расстояние связи увеличилось на 9% с 0,22 до 0,24 нм (рис. 5 E ), что указывает на высокую вероятность диссоциации Mg – Cl в присутствии протонов.

Чтобы выяснить третий этап необычно быстрой диффузии двухвалентных ионов Mg ²⁺ в решетках оксидов, был рассчитан энергетический барьер диффузии (Рис. 5 F и SI Приложение , Рис. S28). Поскольку листы оксида титана уложены неупорядоченным образом на больших расстояниях, было рассмотрено поведение переноса ионов Mg ²⁺ через лист оксида титана.Было обнаружено, что эти ионы предпочитают атомные впадины в решетке в качестве путей диффузии с энергетическим барьером ниже 0,1 эВ. Более того, верхняя область пути минимальной энергии для транспорта Mg ²⁺ в этом направлении была по существу плоской. Через атомные впадины диффузионные барьеры для ионов Mg ²⁺ значительно увеличились до 0,6 эВ, хотя верхняя область путей с минимальной энергией оставалась плоской. К сожалению, для диффузии ионов MgCl ⁺ с более низкой плотностью заряда эта поверхность не дала никаких преимуществ.Диффузионный барьер MgCl ⁺ был выше, чем для ионов Mg ²⁺ вдоль атомных впадин, а для первого вида был обнаружен высокий синглетный барьер 0,5 эВ, препятствующий его быстрой миграции. При сравнении с опубликованными материалами было отмечено, что энергетический барьер для миграции Mg ²⁺ через лист оксида титана в этом исследовании был ниже, чем у диффузии Mg ²⁺ через TiS ₂ (11) , MoS ₂ (35) и даже Mo ₆ S ₈ (36) (последний представляет собой хорошо известный материал с аномально быстрым переносом Mg ²⁺).Электронное происхождение быстрой диффузии Mg ²⁺ было исследовано с помощью анализа плотности, и полученные результаты представлены на рис. 5 G и H . В исследуемых оксидах титана sp-электроны преимущественно «разлыхались» вдоль атомных впадин из-за анизотропного эффекта Смолуховского. Этот эффект стал более выраженным при добавлении ионов Mg ²⁺ как в полые, так и в перемычки вдоль впадин. Расширение волновой функции вызвало образование плоских поверхностей потенциальной энергии вдоль впадин атомов, тем самым обеспечив прочную основу для необычайно быстрой диффузии Mg ²⁺ в этом направлении.Это также фундаментально объясняет отсутствие образования MgO во время интеркаляции и диффузии Mg ²⁺. Спектры электрохимического импеданса указывают на значительное уменьшение радиуса полукруга в области высоких и средних частот из-за интеркаляции Mg ²⁺, что подразумевает малое сопротивление переносу заряда и высокую вероятность достижения быстрой кинетики реакции ( SI Приложение , рис. S29). Выплеск электронов изменил распределение электронов и поляризуемость поверхности, что, в свою очередь, вызвало небольшое структурное искажение в координации Ti связей Ti – O и Ti – Ti ( SI Приложение , рис.S30). Решеточная вода и / или гидроксильные группы могут также помочь экранировать кулоновские заряды, а дегидратированный образец обладал более низкими разрядными и зарядными емкостями и способностями к скорости ( SI Приложение , рис. S31). Следовательно, уникальная поверхность электрода и низкий энергетический барьер диффузии обеспечивают быструю диффузию голых ионов Mg ²⁺ при комнатной и даже отрицательной температуре.

Интересно, что протонная методика, используемая для достижения подлинного накопления двухвалентных ионов Mg, может в целом применяться к другим двумерным материалам, включая оксид марганца и карбид титана с концевыми оксианионными группами (приложение SI , рис.S32 – S35). В этих случаях преобладающие интеркалирующие частицы переключились с MgCl ⁺ на Mg ²⁺ с включением протонов в галерею. Кроме того, коэффициент диффузии двухвалентных ионов Mg ²⁺ был сравним с коэффициентом диффузии одновалентных ионов MgCl ⁺, не обнаруживая явного ухудшения скорости миграции.

Таким образом, как истинное интеркалирование, так и быстрая диффузия двухвалентных ионов Mg были достигнуты в оксидах металлов не только при комнатной температуре, но и при отрицательной температуре в настоящем исследовании.Предлагаемая стратегия заключалась в размещении протонов на листах оксида металла и неупорядоченном наложении этих листов на большое расстояние. Большое расстояние способствовало интеркалированию комплексов Mg; протоны запускали разрыв связи Mg – Cl; а анизотропный эффект Смолуховского (расширение волновой функции в атомном впадине решетки оксида титана) создал плоские поверхности с потенциальной энергией, что обеспечило необычно быструю диффузию двухвалентных частиц Mg ²⁺ с рекордной проводимостью ионов Mg, равной 1.8 × 10 ⁻⁴ См см ⁻¹ при комнатной температуре 25 ° C. В результате был получен высокомощный ионно-магниевый аккумулятор, обеспечивающий высокую энергетическую прибыль. Практически аккумулятор, который заряжался за 55 с, можно было постепенно разряжать в течение стабильной продолжительной работы ∼4,5 часа.

К концу года 80% батарей для электромобилей будут с высоким содержанием никеля

Сдать цветмет быстро, выгодно и надежно? Отправляйтесь в «Цветной металл 72»

Аккумуляторная дисковая пила по металлу Bosch KM 18 V-LI Professional

Удобство использования и высокая производительность резки

Система Flexible Power: абсолютная совместимость с линейкой 18 В

Технические характеристики:

Режем металл быстро и дешево — ВолгаПромЭксперт

Стационарные металлорежущие станки плазменного типа.

Портальные станки плазменной резки.

Переносные машины плазменной термической резки.

Разделяют машины:

Переносные установки для ручной плазменной резки.

Работник СУМЗа Сергей Рыбаков придумал, как разрезать металл идеально ровно и быстро

отзывы, фото и характеристики на Aredi.ru

цены на базовые металлы продолжают расти :: Экономика :: РБК

METAL: быстрый и эффективный мета-анализ сканирования ассоциаций генома | Биоинформатика

Аннотация

1 ВВЕДЕНИЕ

2 МЕТОДА

3 РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1 Реализация

3,2 Использование

3.3 Производительность

БЛАГОДАРНОСТИ

ССЫЛКИ

Заметки автора

METAL: быстрый и эффективный мета-анализ сканирования ассоциаций генома | Биоинформатика

Аннотация

1 ВВЕДЕНИЕ

2 МЕТОДА

3 РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1 Реализация

3,2 Использование

3.3 Производительность

БЛАГОДАРНОСТИ

ССЫЛКИ

Заметки автора

METAL: быстрый и эффективный мета-анализ сканирования ассоциаций генома | Биоинформатика

Аннотация

1 ВВЕДЕНИЕ

2 МЕТОДА

3 РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1 Реализация

3,2 Использование

3.3 Производительность

БЛАГОДАРНОСТИ

ССЫЛКИ

Заметки автора

Какая самая быстрая металлическая песня?

Как быстро получить высококачественный металл

Военный ящик с добычей

Элитный ящик с добычей

предметов, которые при переработке выпадают из металла самого высокого качества (100% долговечность)

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файле cookie?

Подлинное накопление двухвалентных ионов магния и кинетика быстрой диффузии в оксидах металлов при комнатной температуре

Результаты и обсуждение

Добавить комментарий Отменить ответ