wersja mobilna
Online: 459 Niedziela, 2016.09.25

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

 

World News 24h

sobota, 24 września 2016 19:51

Tesla Motors Inc sued Michigan Governor Rick Snyder and other state officials in federal court over the state's refusal to allow the Palo Alto, California automaker to sell vehicles directly to consumers. The suit at U.S. District Court in Michigan comes days after the state rejected the electric vehicle manufacturer's application to directly sell vehicles to consumers. Unlike other automakers, Tesla does not sell vehicles through franchised dealers.

więcej na: www.reuters.com