Energiaa kaksiulotteisten materiaalien väliin

02.10.2013

drexel-mxene-science-250.jpgPhiladelphilaisen Drexelin yliopistossa on tutkittu kaksiulotteisen materiaaliperheen ominaisuuksia ja toimintoja ja havaittu, että niiden avulla on mahdollista varastoida suuria määriä energiaa.

Noin kolme vuotta sitten professorit Michel Barsoum ja Yury Gogotsi löysivät atomisesti ohuen, kaksiulotteisen materiaalin jolla on hyvä sähkönjohtavuus ja hydrofiilinen pinta eli se pystyy pidättelemään nesteitä.

He nimesivät uuden materiaalin "MXene:ksi", johtuen sen syntyhistoriasta etsausprosessin ja atomisen ohuiden alumiinikerroksien kuorinnasta kerroksittaisen karbidin "MAX faaseista".

Heidän uusin julkaisunsa "Cation Intercalation and High Volumetric Capacitance of Two-dimensional Titanium Carbide", selvittää miten MXene:t soveltavat ioneja ja molekyylejä kerrosten välisessä prosessissa.

Esimerkiksi sijoittamalla litium-ioneja MXene-levyjen väliin tekee niistä hyviä ehdokkaita litium-ioni-akkujen anodikayttöön. Myös magnesiumin ja alumiinin ionien sijoittaminen levyjen väliin voi tasoittaa tietä uudenlaisille ​​metalli-ioni-akuille.

Tällä hetkellä ryhmä on raportoinut yhdeksän MXene:ä mutta on todennäköistä, että niitä voidaan löytää paljon enemmän. Niitä on testattu muun muassa litium-, natrium-, magnesium-, kalium-, ammonium- ja alumiini-ionien kanssa. Tulokset osoittavat korkeita energian varastointikapasiteetteja.

Kaksiulotteiset, titaanikarbidi MXene-elektrodit osoittavat myös jopa 350 F/cm3 superkapasitanssia johtuen kerrosten välille sijoittuneista kationeista. Tämä on huomattavasti suurempi kuin mitä tällä hetkellä on mahdollista saavuttaa huokoisilla hiilielektrodeilla.
19.07.2019Luminenssilamput kehittyvät
12.07.2019Atomista audiotallennusta
03.07.2019Informaation teleporttausta timantissa
02.07.2019Orgaanisia katodeja tehokkaille akuille
28.06.2019Spintroniikkaa ja muistitekniikkaa
27.06.2019Edistysaskeleita kvanttitietotekniikalle
26.06.2019Oksidimateriaalit kaupallistuvat
25.06.2019Lasertekniikalla grafeenia hyötykäyttöön
24.06.2019Ionitekniikkaa kondensaattoreihin
20.06.2019Tehokkaampia tehopiiritekniikoita

Siirry arkistoon »