Usamos cookies para mellorar a túa experiencia.Ao continuar navegando neste sitio, aceptas o noso uso de cookies.Máis información.
A medida que a industria dos vehículos eléctricos (EV) crece, tamén o fai a investigación e o desenvolvemento das baterías de iones de litio de alta calidade que os alimentan.A investigación e a expansión das tecnoloxías de carga e descarga rápidas, así como a prolongación da duración da batería, son tarefas fundamentais no seu desenvolvemento.
Varios factores, como as características da interface electrodo-electrólito, a difusión de ións de litio e a porosidade dos electrodos, poden axudar a superar estes problemas e lograr unha carga rápida e unha vida útil prolongada.
Durante os últimos anos, os nanomateriais bidimensionais (2D) (estruturas de follas duns poucos nanómetros de espesor) xurdiron como materiais ánodos potenciais para baterías de ión-litio.Estas nanofollas teñen unha alta densidade de sitios activos e unha alta relación de aspecto, o que contribúe a unha carga rápida e excelentes características de ciclo.
En particular, os nanomateriais bidimensionais baseados en diboruros de metais de transición (TDM) chamaron a atención da comunidade científica.Grazas aos planos de panal dos átomos de boro e dos metais de transición multivalentes, os TMD presentan unha alta velocidade e estabilidade a longo prazo dos ciclos de almacenamento de ións de litio.
Actualmente, un equipo de investigación dirixido polo profesor Noriyoshi Matsumi do Instituto Avanzado de Ciencia e Tecnoloxía de Xapón (JAIST) e o profesor Kabir Jasuja do Instituto Indio de Tecnoloxía (IIT) Gandhinagar está a traballar para seguir explorando a viabilidade do almacenamento de TMD.
O grupo realizou o primeiro estudo piloto sobre o almacenamento de nanosheets xerárquicas (THNS) de diboruro de titanio (TiB2) como materiais de ánodo para baterías de ión-litio.O equipo incluía a Rajashekar Badam, antigo profesor de JAIST, Koichi Higashimin, experto técnico en JAIST, Akash Varma, antigo estudante de posgrao de JAIST, e a doutora Asha Lisa James, estudante do IIT Gandhinagar.
Os detalles da súa investigación publicáronse en ACS Applied Nano Materials e estarán dispoñibles en liña o 19 de setembro de 2022.
O TGNS obtívose pola oxidación do po de TiB2 con peróxido de hidróxeno seguido de centrifugación e liofilización da solución.
O que destaca o noso traballo é a escalabilidade dos métodos desenvolvidos para sintetizar estas nanofollas de TiB2.Para converter calquera nanomaterial nunha tecnoloxía tanxible, a escalabilidade é o factor limitante.O noso método sintético só require axitación e non require equipos sofisticados.Isto débese ao comportamento de disolución e recristalización do TiB2, que é un descubrimento accidental que fai deste traballo unha ponte prometedora do laboratorio ao campo.
Posteriormente, os investigadores deseñaron unha semicélula ánodo de ión-litio usando THNS como material activo do ánodo e investigaron as propiedades de almacenamento de carga do ánodo baseado en THNS.
Os investigadores descubriron que o ánodo baseado en THNS ten unha alta capacidade de descarga de 380 mAh/g cunha densidade de corrente de só 0,025 A/g.Ademais, observaron unha capacidade de descarga de 174 mAh/g cunha alta densidade de corrente de 1A/g, unha retención de capacidade do 89,7% e un tempo de carga de 10 minutos despois de 1000 ciclos.
Ademais, os ánodos de iones de litio baseados en THNS poden soportar correntes moi altas, de aproximadamente 15 a 20 A/g, proporcionando unha carga ultrarrápida nuns 9-14 segundos.A altas correntes, a retención de capacidade supera o 80% despois de 10.000 ciclos.
Os resultados deste estudo mostran que as nanofollas 2D TiB2 son candidatos axeitados para baterías de iones de litio de longa duración de carga rápida.Tamén destacan os beneficios dos materiais a granel a nanoescala como o TiB2 para as propiedades favorables, incluíndo unha excelente capacidade de alta velocidade, almacenamento de carga pseudocapacitiva e un excelente rendemento cíclico.
Esta tecnoloxía de carga rápida pode acelerar a popularización dos vehículos eléctricos e reducir moito o tempo de espera para cargar varios dispositivos electrónicos móbiles.Agardamos que os nosos resultados inspiren máis investigacións nesta área, que en última instancia poden ofrecer comodidade aos usuarios de vehículos eléctricos, reducir a contaminación do aire urbano e aliviar o estrés asociado á vida móbil, aumentando así a produtividade da nosa sociedade.
O equipo espera que esta tecnoloxía notable se use en vehículos eléctricos e outros produtos electrónicos en breve.
Varma, A., et al.(2022) Nanosheets xerárquicos baseados en diboruro de titanio como materiais de ánodo para baterías de ión-litio.Nanomateriais aplicados ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
Nesta entrevista en Pittcon 2023 en Filadelfia, PA, falamos co doutor Jeffrey Dick sobre o seu traballo en química de baixo volume e ferramentas nanoelectroquímicas.
Aquí, AZoNano fala con Drigent Acoustics sobre os beneficios que o grafeno pode aportar á tecnoloxía acústica e de audio, e como a relación da compañía co seu buque insignia do grafeno moldeou o seu éxito.
Nesta entrevista, Brian Crawford de KLA explica todo o que hai que saber sobre a nanoindentación, os desafíos actuais aos que se enfronta o campo e como superalos.
O novo autosampler AUTOsample-100 é compatible cos espectrómetros de RMN de 100 MHz de sobremesa.
O Vistec SB3050-2 é un sistema de litografía e-beam de última xeración con tecnoloxía de feixe deformable para unha ampla gama de aplicacións en investigación e desenvolvemento, prototipado e produción a pequena escala.