wersja mobilna
Online: 537 Środa, 2017.06.28

Biznes

Czy "głęboko smażone" grafenowe kule posłużą do magazynowania energii

środa, 21 stycznia 2015 11:57

Południowokoreańscy naukowcy z  Uniwersytetu Yonsei i Koreańskiego Instytutu Technologii i Inżynierii Ceramicznej opracowali kuliste mikrocząsteczki grafenowe, które mogą znaleźć zastosowanie do produkcji elektrod dla baterii i superkondensatorów. Grafenowe kule przypominające budową pompony powstają przez iniekcję rozpylonego tlenku grafenu do gorącego rozpuszczalnika, gdzie ulegają procesowi podobnemu do głębokiego smażenia. Wykorzystana technologia daje nadzieję na zastosowanie przemysłowe.

Naukowcy chcą użyć grafenu do produkcji elektrod z uwagi na jego doskonałe przewodnictwo elektryczne, trwałość i dużą powierzchnię właściwą. Jednak standardowe metody produkcji grafenu dają w efekcie cienkie warstwy, które są łączone lub układane w stosy, co zmniejsza dostępną powierzchnię i czyni materiał trudnym w obróbce.

Aby wykorzystać właściwości elektryczne i mechaniczne materiału, jednocześnie zachowując jego dużą powierzchnię, naukowcy próbują tworzyć trójwymiarowe struktury grafenowe. Kilka zespołów badawczych wykonało już grafenowe pianki i aerożele. Jak wyjaśniał Sang-Hoon Park z Yonsei University w Seulu, nie nadają się one jednak na elektrody, ponieważ są zbyt duże i nieregularne, i charakteryzują się niską gęstością materiału węglowego. Kilka innych grup wykonało mniej nieporęczne nano- i mikrosfery grafenowe przy pomocy szablonów i technik 3D, takich jak chemiczne osadzanie z fazy gazowej i liofilizacja.

Sang-Hoon Park i jego współpracownicy, w tym Kwang-Bum Kim z Yonsei University i Kwang Chul Roh z Koreańskiego Instytutu Technologii i Inżynierii Ceramicznej, postanowił wykorzystać tę drugą drogę. Podczas gdy uzyskiwane przez innych sfery wyglądają jak puste kulki lub kawałki zmiętego papieru, cząstki koreańskiego zespołu przypominają pompony - zawierają grafenowe nanoarkusze rozchodzące się promieniście od środka. Układ zwiększa dostępną powierzchnię grafenu i tworzy otwarte nanokanały, które mogą zwiększyć transfer ładunku, mówi Sang-Hoon Park.

Badacze przepuszczają wodną zawiesinę płatków tlenku grafenu przez dyszę ultradźwiękową, która wykorzystuje fale dźwiękowe do przekształcenia zawiesiny w mikrokropelki. Kropelki rozpylane są w rozgrzanej do 160°C mieszaninie organicznego rozpuszczalnika i kwasu askorbinowego, środka redukującego.

W gorącej mieszaninie tlenek grafenu redukowany jest do arkuszy grafenu, które zlepiają się ze sobą. Woda w kropelkach odparowuje i wydostaje się w kierunku ich powierzchni. - Wierzymy, że to szybkie odparowanie wody jest odpowiedzialne za promieniowy układ nanoarkuszy grafenu - mówi Sang-Hoon Park. 5-mikrometrowe kulki grafenowe wytrącają się z roztworu i są następnie przez badaczy odsączane.

Uzyskiwana przez naukowców w testach pojemność elektrod mikrosferycznych wyniosła 151 faradów na gram w porównaniu do 118 F/g w przypadku elektrod ze zwykłego grafenu, co dowodzi, że trójwymiarowa struktura cząstek ma lepszą wydajność.

Zdaniem chemika Shu-Hong Yu z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii pojemność grafenowych elektrod o strukturze pompona jest porównywalna do pojemności innych elektrod wykonanych z grafenowych materiałów 3D, ale ważna jest technologia ich uzyskiwania. W porównaniu z innymi metodami jest ona "bezpośrednia, prosta i znacznie łatwiej ją skalować do zastosowań przemysłowych", mówił Shu-Hong Yu.

źródło: American Chemical Society

 

 

Szukaj w serwisie Semicon

World News 24h

środa, 28 czerwca 2017 20:02

Fujitsu Laboratories Ltd. announces the development of virtual machine control technology that improves server rack mounting density for each datacenter rack. Currently, in datacenters, the number of servers mounted to a rack is limited by the total rated electrical power of the servers, which must be less than the power supply of the rack. Now, in order to increase server mounting density, Fujitsu Laboratories has developed technology that enables efficient server placement by setting up a partition made up of backup servers in the datacenter, and migrating VMs to the backup partition based on the physical distribution and power consumption of the virtual machines.

więcej na: www.fujitsu.com