Käytämme evästeitä parantaaksemme käyttökokemustasi.Jatkamalla tämän sivuston selaamista hyväksyt evästeiden käytön.Lisää tietoa.
Sähköajoneuvojen (EV) teollisuuden kasvaessa kasvaa myös niitä käyttävien korkealaatuisten litiumioniakkujen tutkimus ja kehitys.Pikalataus- ja -purkaustekniikoiden tutkimus ja laajentaminen sekä akun käyttöiän pidentäminen ovat keskeisiä tehtäviä sen kehittämisessä.
Useat tekijät, kuten elektrodin ja elektrolyytin rajapinnan ominaisuudet, litiumionidiffuusio ja elektrodien huokoisuus, voivat auttaa voittamaan nämä ongelmat ja saavuttamaan nopean latauksen ja pidemmän käyttöiän.
Muutaman viime vuoden aikana kaksiulotteiset (2D) nanomateriaalit (muutaman nanometrin paksuiset levyrakenteet) ovat nousseet mahdollisiksi anodimateriaaleiksi litiumioniakkuihin.Näillä nanoarkeilla on korkea aktiivisen paikan tiheys ja korkea kuvasuhde, mikä edistää nopeaa latausta ja erinomaisia ​​pyöräilyominaisuuksia.
Erityisesti siirtymämetallidiborideihin (TDM) perustuvat kaksiulotteiset nanomateriaalit herättivät tiedeyhteisön huomion.Booriatomien ja moniarvoisten siirtymämetallien kennotasojen ansiosta TMD:t osoittavat suurta nopeutta ja pitkäaikaista litiumionien varastointisyklien vakautta.
Tällä hetkellä tutkimusryhmä, jota johtavat professori Noriyoshi Matsumi Japan Advanced Institute of Science and Technologysta (JAIST) ja professori Kabir Jasuja Indian Institute of Technologysta (IIT) Gandhinagarista, tutkii edelleen TMD-tallennusmahdollisuutta.
Ryhmä on tehnyt ensimmäisen pilottitutkimuksen titaanidiboridin (TiB2) hierarkkisten nanolevyjen (THNS) varastoinnista litiumioniakkujen anodimateriaaleina.Tiimiin kuuluivat Rajashekar Badam, entinen JAISTin vanhempi luennoitsija, Koichi Higashimin, JAISTin tekninen asiantuntija, Akash Varma, entinen JAISTin jatko-opiskelija, ja tohtori Asha Lisa James, IIT Gandhinagarin opiskelija.
Heidän tutkimuksensa yksityiskohdat on julkaistu ACS Applied Nano Materialsissa, ja ne ovat saatavilla verkossa 19. syyskuuta 2022.
TGNS saatiin hapettamalla TiB2-jauhe vetyperoksidilla, mitä seurasi liuoksen sentrifugointi ja lyofilisointi.
Se, mikä tekee työstämme erottuvan, on näiden TiB2-nanolevyjen syntetisointiin kehitettyjen menetelmien skaalautuvuus.Skaalautuvuus on rajoittava tekijä, jotta mistä tahansa nanomateriaalista tulisi konkreettista teknologiaa.Synteettinen menetelmämme vaatii vain sekoitusta, eikä se vaadi kehittyneitä laitteita.Tämä johtuu TiB2:n liukenemis- ja uudelleenkiteytyskäyttäytymisestä, mikä on sattumanvarainen löytö, joka tekee tästä työstä lupaavan sillan laboratoriosta kentälle.
Myöhemmin tutkijat suunnittelivat anodilitiumionipuolikennon käyttämällä THNS:ää anodin aktiivisena materiaalina ja tutkivat THNS-pohjaisen anodin varauksen säilytysominaisuuksia.
Tutkijat oppivat, että THNS-pohjaisen anodin purkauskapasiteetti on korkea, 380 mAh/g, kun virrantiheys on vain 0,025 A/g.Lisäksi he havaitsivat purkauskapasiteetin 174 mAh/g suurella virrantiheydellä 1A/g, kapasiteetin säilyvyyden 89,7 % ja latausajan 10 minuuttia 1000 syklin jälkeen.
Lisäksi THNS-pohjaiset litium-ioni-anodit kestävät erittäin suuria virtoja, noin 15-20 A/g, mikä tarjoaa erittäin nopean latauksen noin 9-14 sekunnissa.Suurilla virroilla kapasiteetin säilyvyys ylittää 80 % 10 000 jakson jälkeen.
Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että 2D TiB2-nanolevyt ovat sopivia ehdokkaita nopeasti latautuviin ja pitkäikäisiin litiumioniakkuihin.Ne myös korostavat nanomittakaavan bulkkimateriaalien, kuten TiB2:n, etuja suotuisissa ominaisuuksissa, kuten erinomaisessa nopeassa suorituskyvyssä, pseudokapasitiivisessa varauksen varastoinnissa ja erinomaisessa pyöräilysuorituskyvyssä.
Tämä nopea lataustekniikka voi nopeuttaa sähköajoneuvojen suosiota ja lyhentää huomattavasti odotusaikaa erilaisten mobiililaitteiden lataamiseen.Toivomme, että tuloksemme inspiroivat lisätutkimusta tällä alueella, mikä voi viime kädessä tuoda mukavuutta sähköajoneuvojen käyttäjille, vähentää kaupunkien ilmansaasteita ja lievittää liikkuvaan elämään liittyvää stressiä, mikä lisää yhteiskuntamme tuottavuutta.
Tiimi odottaa, että tätä merkittävää tekniikkaa käytetään pian sähköajoneuvoissa ja muussa elektroniikassa.
Varma, A., et ai.(2022) Hierarkkiset nanoarkit, jotka perustuvat titaanidiboridiin anodimateriaaleina litiumioniakuille.Sovellettavat nanomateriaalit ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
Tässä haastattelussa Pittcon 2023:ssa Philadelphiassa, PA, puhuimme tohtori Jeffrey Dickin kanssa hänen työstään pienivolyymien kemian ja nanoelektrokemian työkalujen parissa.
Täällä AZoNano puhuu Drigent Acousticsille eduista, joita grafeeni voi tuoda akustiselle ja äänitekniikalle, ja siitä, kuinka yrityksen suhde grafeenin lippulaivaan on muokannut sen menestystä.
Tässä haastattelussa KLA:n Brian Crawford selittää kaiken nanoindentaatiosta, alan tämänhetkisistä haasteista ja niiden voittamisesta.
Uusi AUTOsample-100 automaattinen näytteenottolaite on yhteensopiva pöytätietokoneiden 100 MHz NMR-spektrometrien kanssa.
Vistec SB3050-2 on huippuluokan e-beam-litografiajärjestelmä, jossa on muotoutuva palkkiteknologia, joka soveltuu monenlaisiin sovelluksiin tutkimukseen ja kehitykseen, prototyyppien valmistukseen ja pienimuotoiseen tuotantoon.