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.
28.05.2020Ennätyskorkeaa datansiirtoa yhdellä lähettimellä
27.05.2020Apua litiummetallisille anodeille
26.05.2020Uusi resepti yhden atomin transistoreille
25.05.2020Ihoanturi seuraa C-vitamiinitasoja hiestä
22.05.2020Kohti kolmatta ulottuvuutta
21.05.2020Nopempi koherentti LiDAR
20.05.2020Rautaa rajalle, vaikka ruosteisenakin
19.05.2020Uudenlaisen kvanttitutkan prototyyppi
18.05.2020Löytää edullisesti radioaaltoja
16.05.2020Suprajohtavuutta ja topologiaa

Siirry arkistoon »