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.
17.10.2019Spin- ja varausvirran hallintaa
16.10.2019Spektrometriaa sirupiirillä
15.10.2019Uusia ulottuvuuksia printtielektroniikalle
14.10.2019Löytö energiatehokkaalle elektroniikalle
11.10.2019Pikotiedettä ja uusia materiaaleja
10.10.2019Lomittumista 50 kilometrissä valokuitua
09.10.2019Koneoppiminen etsii uusia materiaaleja
08.10.2019Parhaat kahdesta maailmasta: Magnetismi ja Weyl -puolimetallit
07.10.2019Tehokkaampaa energian keruuta IoT-antureille
04.10.2019Uusia kierrätyskelpoisia akkukonsepteja

Siirry arkistoon »