Χρησιμοποιούμε cookies για να βελτιώσουμε την εμπειρία σας.Συνεχίζοντας την περιήγηση σε αυτόν τον ιστότοπο, συμφωνείτε με τη χρήση των cookies από εμάς.Περισσότερες πληροφορίες.
Καθώς η βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων (EV) αναπτύσσεται, αυξάνεται και η έρευνα και η ανάπτυξη των υψηλής ποιότητας μπαταριών ιόντων λιθίου που τα τροφοδοτούν.Η έρευνα και η επέκταση των τεχνολογιών γρήγορης φόρτισης και εκφόρτισης, καθώς και η επέκταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας, αποτελούν βασικά καθήκοντα στην ανάπτυξή του.
Διάφοροι παράγοντες, όπως τα χαρακτηριστικά διεπαφής ηλεκτροδίου-ηλεκτρολύτη, η διάχυση ιόντων λιθίου και το πορώδες του ηλεκτροδίου, μπορούν να βοηθήσουν στην αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων και στην επίτευξη γρήγορης φόρτισης και παρατεταμένης διάρκειας ζωής.
Τα τελευταία χρόνια, τα δισδιάστατα (2D) νανοϋλικά (φυλλοδομές πάχους λίγων νανόμετρων) έχουν εμφανιστεί ως πιθανά υλικά ανόδου για μπαταρίες ιόντων λιθίου.Αυτά τα νανοφύλλα έχουν υψηλή πυκνότητα ενεργού τόπου και υψηλή αναλογία διαστάσεων, τα οποία συμβάλλουν στη γρήγορη φόρτιση και τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά ποδηλασίας.
Συγκεκριμένα, τα δισδιάστατα νανοϋλικά που βασίζονται σε διβορίδια μετάλλων μετάπτωσης (TDM) τράβηξαν την προσοχή της επιστημονικής κοινότητας.Χάρη στα κυψελοειδή επίπεδα ατόμων βορίου και πολυσθενών μετάλλων μετάπτωσης, τα TMD εμφανίζουν υψηλή ταχύτητα και μακροπρόθεσμη σταθερότητα των κύκλων αποθήκευσης ιόντων λιθίου.
Επί του παρόντος, μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Noriyoshi Matsumi του Ιαπωνικού Ινστιτούτου Προηγμένης Επιστήμης και Τεχνολογίας (JAIST) και τον καθηγητή Kabir Jasuja του Ινδικού Ινστιτούτου Τεχνολογίας (IIT) Gandhinagar εργάζεται για να διερευνήσει περαιτέρω τη σκοπιμότητα της αποθήκευσης TMD.
Η ομάδα διεξήγαγε την πρώτη πιλοτική μελέτη για την αποθήκευση ιεραρχικών νανοφύλλων διβοριδίου τιτανίου (TiB2) (THNS) ως υλικά ανόδου για μπαταρίες ιόντων λιθίου.Η ομάδα περιελάμβανε τον Rajashekar Badam, πρώην ανώτερο καθηγητή του JAIST, τον Koichi Higashimin, Τεχνικό εμπειρογνώμονα JAIST, τον Akash Varma, πρώην μεταπτυχιακό φοιτητή του JAIST και την Dr. Asha Lisa James, φοιτήτρια του IIT Gandhinagar.
Λεπτομέρειες της έρευνάς τους έχουν δημοσιευθεί στο ACS Applied Nano Materials και θα είναι διαθέσιμες στο διαδίκτυο στις 19 Σεπτεμβρίου 2022.
Το TGNS ελήφθη με οξείδωση της σκόνης TiB2 με υπεροξείδιο του υδρογόνου που ακολουθείται από φυγοκέντρηση και λυοφιλοποίηση του διαλύματος.
Αυτό που κάνει τη δουλειά μας να ξεχωρίζει είναι η επεκτασιμότητα των μεθόδων που αναπτύχθηκαν για τη σύνθεση αυτών των νανοφύλλων TiB2.Για να μετατραπεί οποιοδήποτε νανοϋλικό σε απτή τεχνολογία, η επεκτασιμότητα είναι ο περιοριστικός παράγοντας.Η συνθετική μας μέθοδος απαιτεί μόνο ανάδευση και δεν απαιτεί εξελιγμένο εξοπλισμό.Αυτό οφείλεται στη συμπεριφορά διάλυσης και ανακρυστάλλωσης του TiB2, η οποία είναι μια τυχαία ανακάλυψη που κάνει αυτό το έργο μια πολλά υποσχόμενη γέφυρα από το εργαστήριο στο πεδίο.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές σχεδίασαν ένα μισό στοιχείο ιόντων λιθίου ανόδου χρησιμοποιώντας THNS ως ενεργό υλικό ανόδου και διερεύνησαν τις ιδιότητες αποθήκευσης φορτίου της ανόδου που βασίζεται στο THNS.
Οι ερευνητές έμαθαν ότι η άνοδος που βασίζεται σε THNS έχει υψηλή χωρητικότητα εκφόρτισης 380 mAh/g σε πυκνότητα ρεύματος μόνο 0,025 A/g.Επιπλέον, παρατήρησαν χωρητικότητα εκφόρτισης 174mAh/g σε υψηλή πυκνότητα ρεύματος 1A/g, διατήρηση χωρητικότητας 89,7% και χρόνο φόρτισης 10 λεπτά μετά από 1000 κύκλους.
Επιπλέον, οι άνοδοι ιόντων λιθίου με βάση το THNS μπορούν να αντέξουν πολύ υψηλά ρεύματα, από περίπου 15 έως 20 A/g, παρέχοντας εξαιρετικά γρήγορη φόρτιση σε περίπου 9-14 δευτερόλεπτα.Σε υψηλά ρεύματα, η διατήρηση της χωρητικότητας υπερβαίνει το 80% μετά από 10.000 κύκλους.
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης δείχνουν ότι τα νανοφύλλα 2D TiB2 είναι κατάλληλα υποψήφια για γρήγορη φόρτιση μπαταριών ιόντων λιθίου μεγάλης διάρκειας ζωής.Υπογραμμίζουν επίσης τα πλεονεκτήματα των υλικών χύδην νανοκλίμακας όπως το TiB2 για ευνοϊκές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της εξαιρετικής ικανότητας υψηλής ταχύτητας, της ψευδοχωρητικής αποθήκευσης φορτίου και της εξαιρετικής απόδοσης ποδηλασίας.
Αυτή η τεχνολογία γρήγορης φόρτισης μπορεί να επιταχύνει τη διάδοση των ηλεκτρικών οχημάτων και να μειώσει σημαντικά τον χρόνο αναμονής για τη φόρτιση διαφόρων φορητών ηλεκτρονικών συσκευών.Ελπίζουμε ότι τα αποτελέσματά μας θα εμπνεύσουν περαιτέρω έρευνα σε αυτόν τον τομέα, η οποία μπορεί τελικά να προσφέρει ευκολία στους χρήστες ηλεκτρικών οχημάτων, να μειώσει την ατμοσφαιρική ρύπανση των πόλεων και να ανακουφίσει το άγχος που σχετίζεται με την κινητή ζωή, αυξάνοντας έτσι την παραγωγικότητα της κοινωνίας μας.
Η ομάδα αναμένει ότι αυτή η αξιοσημείωτη τεχνολογία θα χρησιμοποιηθεί σύντομα σε ηλεκτρικά οχήματα και άλλα ηλεκτρονικά.
Varma, Α., et αϊ.(2022) Ιεραρχικά νανοφύλλα με βάση το διβορίδιο του τιτανίου ως υλικά ανόδου για μπαταρίες ιόντων λιθίου.Εφαρμοσμένα νανοϋλικά ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
Σε αυτή τη συνέντευξη στο Pittcon 2023 στη Φιλαδέλφεια, PA, μιλήσαμε με τον Dr. Jeffrey Dick για τη δουλειά του στη χημεία χαμηλού όγκου και στα νανοηλεκτροχημικά εργαλεία.
Εδώ, η AZoNano μιλά στην Drigent Acoustics για τα οφέλη που μπορεί να προσφέρει το γραφένιο στην ακουστική και ακουστική τεχνολογία και πώς η σχέση της εταιρείας με την ναυαρχίδα της από γραφένιο έχει διαμορφώσει την επιτυχία της.
Σε αυτή τη συνέντευξη, ο Brian Crawford του KLA εξηγεί όλα όσα πρέπει να γνωρίζουμε για τη νανο-ενδόλωση, τις τρέχουσες προκλήσεις που αντιμετωπίζει το πεδίο και πώς να τις ξεπεράσουμε.
Ο νέος αυτόματος δειγματολήπτης AUTOsample-100 είναι συμβατός με φασματόμετρα NMR 100 MHz.
Το Vistec SB3050-2 είναι ένα υπερσύγχρονο σύστημα λιθογραφίας ηλεκτρονικής δέσμης με τεχνολογία παραμορφώσιμης δέσμης για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στην έρευνα και ανάπτυξη, τη δημιουργία πρωτοτύπων και την παραγωγή μικρής κλίμακας.