Za izboljšanje vaše izkušnje uporabljamo piškotke.Z nadaljevanjem brskanja po tej strani se strinjate z našo uporabo piškotkov.Več informacij.
Z rastjo industrije električnih vozil (EV) rastejo tudi raziskave in razvoj visokokakovostnih litij-ionskih baterij, ki jih poganjajo.Ključne naloge pri njegovem razvoju so raziskave in širitev tehnologij hitrega polnjenja in praznjenja ter podaljševanje življenjske dobe baterije.
Več dejavnikov, kot so značilnosti vmesnika elektroda-elektrolit, difuzija litijevega iona in poroznost elektrode, lahko pomaga premagati te težave in doseči hitro polnjenje in podaljšano življenjsko dobo.
V zadnjih nekaj letih so se kot potencialni anodni materiali za litij-ionske baterije pojavili dvodimenzionalni (2D) nanomateriali (listnate strukture, debele nekaj nanometrov).Te nanoplošče imajo visoko gostoto aktivnih mest in visoko razmerje stranic, kar prispeva k hitremu polnjenju in odličnim cikličnim lastnostim.
Pozornost znanstvene skupnosti so pritegnili predvsem dvodimenzionalni nanomateriali na osnovi diboridov prehodnih kovin (TDM).Zahvaljujoč ravninam satja atomov bora in večvalentnih prehodnih kovin TMD-ji kažejo visoko hitrost in dolgoročno stabilnost ciklov shranjevanja litijevih ionov.
Trenutno raziskovalna skupina, ki jo vodita prof. Noriyoshi Matsumi z Japonskega naprednega inštituta za znanost in tehnologijo (JAIST) in prof. Kabir Jasuja z Indijskega inštituta za tehnologijo (IIT) Gandhinagar, dela na nadaljnjem raziskovanju izvedljivosti shranjevanja TMD.
Skupina je izvedla prvo pilotno študijo o shranjevanju hierarhičnih nanoplastov (THNS) iz titanovega diborida (TiB2) kot anodnih materialov za litij-ionske baterije.Ekipo so vključevali Rajashekar Badam, nekdanji višji predavatelj JAIST, Koichi Higashimin, tehnični strokovnjak za JAIST, Akash Varma, nekdanji podiplomski študent JAIST, in dr. Asha Lisa James, študentka IIT Gandhinagar.
Podrobnosti njihove raziskave so bile objavljene v ACS Applied Nano Materials in bodo na voljo na spletu 19. septembra 2022.
TGNS je bil pridobljen z oksidacijo prahu TiB2 z vodikovim peroksidom, ki ji je sledilo centrifugiranje in liofilizacija raztopine.
Naše delo izstopa po razširljivosti metod, razvitih za sintezo teh nanoplošč TiB2.Pri spreminjanju katerega koli nanomaterial v oprijemljivo tehnologijo je razširljivost omejevalni dejavnik.Naša sintetična metoda zahteva samo mešanje in ne zahteva sofisticirane opreme.To je posledica raztapljanja in prekristalizacije TiB2, kar je naključno odkritje, zaradi katerega je to delo obetaven most iz laboratorija na teren.
Nato so raziskovalci zasnovali anodno litij-ionsko polovično celico z uporabo THNS kot anodno aktivnega materiala in raziskali lastnosti shranjevanja naboja anode na osnovi THNS.
Raziskovalci so ugotovili, da ima anoda na osnovi THNS visoko kapaciteto praznjenja 380 mAh/g pri gostoti toka le 0,025 A/g.Poleg tega so opazili zmogljivost praznjenja 174 mAh/g pri visoki gostoti toka 1 A/g, ohranitev zmogljivosti 89,7 % in čas polnjenja 10 minut po 1000 ciklih.
Poleg tega lahko litij-ionske anode na osnovi THNS prenesejo zelo visoke tokove, od približno 15 do 20 A/g, kar zagotavlja izjemno hitro polnjenje v približno 9-14 sekundah.Pri visokih tokovih ohranitev zmogljivosti preseže 80 % po 10.000 ciklih.
Rezultati te študije kažejo, da so 2D nanoplošče TiB2 primerni kandidati za hitro polnjenje dolgoživih litij-ionskih baterij.Poudarjajo tudi prednosti razsutih materialov v nanometru, kot je TiB2, za ugodne lastnosti, vključno z odlično zmogljivostjo pri visokih hitrostih, psevdokapacitivnim shranjevanjem naboja in odlično ciklično zmogljivostjo.
Ta tehnologija hitrega polnjenja lahko pospeši popularizacijo električnih vozil in močno zmanjša čakalne dobe za polnjenje različnih mobilnih elektronskih naprav.Upamo, da bodo naši rezultati navdihnili nadaljnje raziskave na tem področju, ki lahko na koncu prinesejo udobje uporabnikom električnih vozil, zmanjšajo onesnaženost zraka v mestih in zmanjšajo stres, povezan z mobilnim življenjem, ter tako povečajo produktivnost naše družbe.
Ekipa pričakuje, da bo ta izjemna tehnologija kmalu uporabljena v električnih vozilih in drugi elektroniki.
Varma, A., et al.(2022) Hierarhične nanoplošče na osnovi titanovega diborida kot anodnih materialov za litij-ionske baterije.Uporabljeni nanomateriali ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
V tem intervjuju na Pittconu 2023 v Philadelphiji, Pensilvanija, smo se pogovarjali z dr. Jeffreyjem Dickom o njegovem delu na področju kemije majhnih količin in nanoelektrokemičnih orodij.
Tukaj se AZoNano pogovarja z družbo Drigent Acoustics o prednostih, ki jih lahko prinese grafen akustični in zvočni tehnologiji, in o tem, kako je odnos podjetja z vodilnim modelom grafena oblikoval njegov uspeh.
V tem intervjuju Brian Crawford iz KLA pojasnjuje vse, kar je treba vedeti o nanoindentaciji, trenutnih izzivih, s katerimi se sooča to področje, in kako jih premagati.
Novi samodejni vzorčevalnik AUTOsample-100 je združljiv z namiznimi 100 MHz NMR spektrometri.
Vistec SB3050-2 je najsodobnejši litografski sistem z e-žarkom s tehnologijo deformabilnega žarka za široko paleto aplikacij v raziskavah in razvoju, izdelavi prototipov in proizvodnji v majhnem obsegu.