Utilitzem cookies per millorar la teva experiència.En continuar navegant per aquest lloc, acceptes el nostre ús de cookies.Més informació.
A mesura que la indústria dels vehicles elèctrics (EV) creix, també ho fa la investigació i el desenvolupament de les bateries d'ions de liti d'alta qualitat que els alimenten.La recerca i l'expansió de les tecnologies de càrrega i descàrrega ràpides, així com l'allargament de la vida útil de la bateria, són tasques clau en el seu desenvolupament.
Diversos factors, com ara les característiques de la interfície elèctrode-electròlit, la difusió d'ions de liti i la porositat de l'elèctrode, poden ajudar a superar aquests problemes i aconseguir una càrrega ràpida i una vida útil allargada.
Durant els últims anys, els nanomaterials bidimensionals (2D) (estructures de làmines d'uns pocs nanòmetres de gruix) han sorgit com a materials d'ànode potencials per a bateries d'ions de liti.Aquests nanofulls tenen una alta densitat de lloc actiu i una alta relació d'aspecte, que contribueixen a una càrrega ràpida i a unes excel·lents característiques de ciclisme.
En particular, els nanomaterials bidimensionals basats en diborurs de metalls de transició (TDM) van cridar l'atenció de la comunitat científica.Gràcies als plans de bresca dels àtoms de bor i els metalls de transició multivalents, els TMD presenten una gran velocitat i estabilitat a llarg termini dels cicles d'emmagatzematge d'ions de liti.
Actualment, un equip de recerca dirigit pel professor Noriyoshi Matsumi de l'Institut Avançat de Ciència i Tecnologia del Japó (JAIST) i el professor Kabir Jasuja de l'Institut Indi de Tecnologia (IIT) Gandhinagar està treballant per explorar encara més la viabilitat de l'emmagatzematge de TMD.
El grup ha dut a terme el primer estudi pilot sobre l'emmagatzematge de nanosheets jeràrquics (THNS) de diborur de titani (TiB2) com a materials d'ànode per a bateries d'ions de liti.L'equip incloïa Rajashekar Badam, antic professor titular de JAIST, Koichi Higashimin, expert tècnic de JAIST, Akash Varma, antic estudiant de postgrau de JAIST, i la doctora Asha Lisa James, estudiant de l'IIT Gandhinagar.
Els detalls de la seva investigació s'han publicat a ACS Applied Nano Materials i estaran disponibles en línia el 19 de setembre de 2022.
El TGNS es va obtenir mitjançant l'oxidació de la pols de TiB2 amb peròxid d'hidrogen seguida de la centrifugació i la liofilització de la solució.
El que destaca el nostre treball és l'escalabilitat dels mètodes desenvolupats per sintetitzar aquests nanosheets de TiB2.Per convertir qualsevol nanomaterial en una tecnologia tangible, l'escalabilitat és el factor limitant.El nostre mètode sintètic només requereix agitació i no requereix equips sofisticats.Això es deu al comportament de dissolució i recristal·lització del TiB2, que és un descobriment accidental que fa d'aquest treball un pont prometedor del laboratori al camp.
Posteriorment, els investigadors van dissenyar una mitja cèl·lula d'ions de liti d'ànode utilitzant THNS com a material actiu de l'ànode i van investigar les propietats d'emmagatzematge de càrrega de l'ànode basat en THNS.
Els investigadors van saber que l'ànode basat en THNS té una alta capacitat de descàrrega de 380 mAh/g amb una densitat de corrent de només 0,025 A/g.A més, van observar una capacitat de descàrrega de 174 mAh/g a una alta densitat de corrent d'1A/g, una retenció de capacitat del 89,7% i un temps de càrrega de 10 minuts després de 1000 cicles.
A més, els ànodes d'ions de liti basats en THNS poden suportar corrents molt elevades, d'uns 15 a 20 A/g, proporcionant una càrrega ultraràpida en uns 9-14 segons.A corrents elevats, la retenció de capacitat supera el 80% després de 10.000 cicles.
Els resultats d'aquest estudi mostren que els nanosheets 2D TiB2 són candidats adequats per a la càrrega ràpida de bateries d'ió de liti de llarga vida.També destaquen els avantatges dels materials a granel a nanoescala com el TiB2 per a propietats favorables, com ara una excel·lent capacitat d'alta velocitat, emmagatzematge de càrrega pseudocapacitiva i un excel·lent rendiment de ciclisme.
Aquesta tecnologia de càrrega ràpida pot accelerar la popularització dels vehicles elèctrics i reduir molt el temps d'espera per carregar diversos dispositius electrònics mòbils.Esperem que els nostres resultats inspirin més investigacions en aquesta àrea, que en última instància poden aportar comoditat als usuaris de vehicles elèctrics, reduir la contaminació de l'aire urbà i alleujar l'estrès associat a la vida mòbil, augmentant així la productivitat de la nostra societat.
L'equip espera que aquesta tecnologia notable s'utilitzi aviat en vehicles elèctrics i altres productes electrònics.
Varma, A., et al.(2022) Nanofulls jeràrquics basats en diborur de titani com a materials d'ànode per a bateries d'ions de liti.Nanomaterials aplicats ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
En aquesta entrevista a Pittcon 2023 a Filadèlfia, PA, vam parlar amb el Dr. Jeffrey Dick sobre el seu treball en química de baix volum i eines nanoelectroquímiques.
Aquí, AZoNano parla amb Drigent Acoustics sobre els beneficis que el grafè pot aportar a la tecnologia acústica i d'àudio, i com la relació de l'empresa amb el seu vaixell insígnia del grafè ha donat forma al seu èxit.
En aquesta entrevista, Brian Crawford de KLA explica tot el que cal saber sobre la nanoindentació, els reptes actuals als quals s'enfronta el camp i com superar-los.
El nou autosampler AUTOsample-100 és compatible amb espectròmetres de RMN de 100 MHz de sobretaula.
El Vistec SB3050-2 és un sistema de litografia e-beam d'última generació amb tecnologia de feix deformable per a una àmplia gamma d'aplicacions en investigació i desenvolupament, prototipatge i producció a petita escala.