`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Предложены эффективные методы синтеза наноматериалов для литий-ионных батарей

+11
голос

Коллектив Канзасского университета, возглавляемый адъюнкт-профессором Гурпритом Сингхом (Gurpreet Singh), опубликовал в ACS-Applied Materials and Interfaces и Journal of Physical Chemistry Letters две новых статьи, в которых сообщает о методах недорогого и эффективного синтеза двумерных наноматериалов для использования в литий-ионных батареях.

На подложках из никеля и меди ученые вырастили пленки, содержащие от двух до десяти одноатомных слоев графена. Для этого они быстро нагревали и охлаждали медную или никелевую фольгу в атмосфере с точно отмеренной концентрацией аргона, водорода и метана. Вся процедура создания пленки занимала менее получаса. Важным ее отличием от традиционных методов получения графена является то, что синтез происходит при атмосферном давлении. Отказ от вакуумирования печи позволяет сэкономить энергию, время и деньги, заявляет Сингх.

Изготовленные таким образом графеновые пленки затем тестировались в качестве отрицательного электрода литий-ионной ячейки. Измерение характеристик зарядки и разрядки экспериментальной батареи показало, что выращенные на меди пленки не обеспечивают эффективного захвата и высвобождения ионов лития. В отличие от них «никелевый» графен демонстрирует существенное улучшение рабочих качеств перезаряжаемой батареи.

«Мы объясняем это тем, что листы графена на никеле имеют относительно большую толщину возле границ зерен и совмещаются особым образом (так называемое Берналовское наложение, когда атом углерода одного слоя размещен точно над центром шестиугольника из атомов следующего слоя) — это создает многочисленные центры, облегчающие прием и отпускание ионов лития при разрядке и зарядке аккумулятора» — комментирует Сингх.

Во втором представленном исследовательском проекте канзасские ученые получили десятислойную пленку из дисульфида вольфрама. Взяв за основу порошок этого материала (он применяется в автоиндустрии в качестве сухой смазки) они смогли выделить нанослои в сильном кислотном растворе. В таком виде дисульфид вольфрама подобен графену, но его отдельные двумерные листы имеют толщину не один, а три атома. Предложенный учеными метод позволяет синтезировать пленки дисульфида в промышленных масштабах.

Такие пленки, как оказалось, тоже способны удерживать и отпускать ионы лития, но по-другому, чем это происходит в графене. Литий запасается в пленке при разрядке аккумулятора в результате реакции преобразования, в которой дисульфид распадается на вольфрам и сульфид лития. В отличие от графена, эта реакция включает перенос не менее двух электронов из расчета на каждый атом вольфрама.

В дальнейшем, Сингх планирует продолжить изучение этих слоистых наноматериалов в целях создания из них улучшенных электродов в виде гетероструктур, совмещающих перемежающиеся слои графена и дисульфида вольфрама или молибдена.

Захист від кібератак у новому віртуальному світі

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT