Cookie-kat használunk az élmény javítása érdekében.Az oldal böngészésének folytatásával elfogadja a cookie-k használatát.Több információ.
Az elektromos járművek (EV) iparának növekedésével párhuzamosan nő az ezeket tápláló kiváló minőségű lítium-ion akkumulátorok kutatása és fejlesztése is.Fejlesztésében kiemelt feladat a gyorstöltési és kisütési technológiák kutatása és bővítése, valamint az akkumulátor élettartamának meghosszabbítása.
Számos tényező, mint például az elektróda-elektrolit interfész jellemzői, a lítium-ion diffúzió és az elektródák porozitása segíthet ezeknek a problémáknak a leküzdésében, valamint a gyors töltés és a hosszabb élettartam elérésében.
Az elmúlt néhány évben a kétdimenziós (2D) nanoanyagok (néhány nanométer vastag lapszerkezetek) a lítium-ion akkumulátorok lehetséges anódanyagaiként jelentek meg.Ezek a nanolapok nagy aktív hely sűrűséggel és nagy képaránnyal rendelkeznek, ami hozzájárul a gyors töltéshez és a kiváló kerékpározási jellemzőkhöz.
Különösen az átmenetifém-diboridokon (TDM) alapuló kétdimenziós nanoanyagok keltették fel a tudományos közösség figyelmét.A bóratomok és a többértékű átmeneti fémek méhsejt-síkjainak köszönhetően a TMD-k nagy sebességgel és hosszú távú stabilitással rendelkeznek a lítium-ion tárolási ciklusokban.
Jelenleg a Prof. Noriyoshi Matsumi, a Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) és Prof. Kabir Jasuja, az Indiai Technológiai Intézet (IIT) Gandhinagar vezette kutatócsoport azon dolgozik, hogy tovább vizsgálja a TMD-tárolás megvalósíthatóságát.
A csoport elvégezte az első kísérleti tanulmányt a titán-diborid (TiB2) hierarchikus nanolapok (THNS) tárolásáról lítium-ion akkumulátorok anódanyagaként.A csapat tagja volt Rajashekar Badam, a JAIST korábbi vezető oktatója, Koichi Higashimin, a JAIST műszaki szakértője, Akash Varma, a JAIST korábbi végzős hallgatója és Dr. Asha Lisa James, az IIT Gandhinagar hallgatója.
Kutatásuk részleteit az ACS Applied Nano Materials-ban tették közzé, és 2022. szeptember 19-én lesznek elérhetők az interneten.
A TGNS-t a TiB2 por hidrogén-peroxiddal történő oxidációjával, majd az oldat centrifugálásával és liofilizálásával kaptuk.
Munkánkat kiemeli a TiB2 nanolapok szintetizálására kifejlesztett módszerek skálázhatósága.Bármely nanoanyag kézzelfogható technológiává alakításához a méretezhetőség a korlátozó tényező.Szintetikus módszerünk csak keverést igényel, és nem igényel kifinomult berendezést.Ez a TiB2 oldódási és átkristályosodási viselkedésének köszönhető, amely egy véletlen felfedezés, amely ígéretes hídgá teszi ezt a munkát a laborból a terepbe.
Ezt követően a kutatók egy anód lítium-ion félcellát terveztek, amely THNS-t használt anód aktív anyagaként, és megvizsgálták a THNS alapú anód töltéstároló tulajdonságait.
A kutatók megtudták, hogy a THNS-alapú anód nagy, 380 mAh/g kisülési kapacitással rendelkezik, mindössze 0,025 A/g áramsűrűség mellett.Ezenkívül 174 mAh/g kisütési kapacitást figyeltek meg nagy, 1A/g áramsűrűség mellett, 89,7%-os kapacitásmegtartást és 1000 ciklus után 10 perces töltési időt.
Ezenkívül a THNS-alapú lítium-ion anódok nagyon nagy, körülbelül 15-20 A/g áramot is képesek ellenállni, így ultragyors töltést biztosítanak körülbelül 9-14 másodperc alatt.Nagy áramerősség esetén a kapacitás megtartása 10 000 ciklus után meghaladja a 80%-ot.
A tanulmány eredményei azt mutatják, hogy a 2D TiB2 nanolapok megfelelő jelöltek a hosszú élettartamú lítium-ion akkumulátorok gyorstöltésére.Emellett kiemelik a nanoméretű ömlesztett anyagok, például a TiB2 előnyeit a kedvező tulajdonságok tekintetében, beleértve a kiváló nagy sebességű képességet, a pszeudocapacitív töltéstárolást és a kiváló kerékpározási teljesítményt.
Ez a gyorstöltési technológia felgyorsíthatja az elektromos járművek népszerűsítését, és nagymértékben lecsökkentheti a várakozási időt a különböző mobil elektronikai eszközök töltésére.Reméljük, hogy eredményeink további kutatásokat inspirálnak ezen a területen, ami végső soron az elektromos járműveket használók kényelmét, csökkenti a városi légszennyezést és enyhíti a mobil élettel járó stresszt, ezáltal növeli társadalmunk termelékenységét.
A csapat arra számít, hogy ezt a figyelemre méltó technológiát hamarosan elektromos járművekben és más elektronikai cikkekben is alkalmazni fogják.
Varma, A. és mtsai.(2022) Titán-diboridon alapuló hierarchikus nanolapok lítium-ion akkumulátorok anódanyagaként.Alkalmazott nanoanyagok ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
Ebben a Pittcon 2023-ban Philadelphiában (PA) adott interjúban Dr. Jeffrey Dick-kel beszélgettünk a kis volumenű kémia és a nanoelektrokémiai eszközök terén végzett munkájáról.
Itt az AZoNano a Drigent Acoustics céggel beszélget arról, hogy a grafén milyen előnyökkel járhat az akusztikai és audiotechnológiában, és arról, hogy a cég grafén zászlóshajójával való kapcsolata hogyan alakította sikerét.
Ebben az interjúban a KLA munkatársa, Brian Crawford elmagyaráz mindent, amit a nanoindentációról tudni kell, a terület jelenlegi kihívásairól és azok leküzdésének módjáról.
Az új AUTOsample-100 automatikus mintavevő kompatibilis az asztali 100 MHz-es NMR spektrométerekkel.
A Vistec SB3050-2 egy korszerű e-beam litográfiai rendszer deformálható nyaláb technológiával a kutatás és fejlesztés, prototípusgyártás és kisüzemi gyártás széles köréhez.