Dolar 9,3088
Euro 10,8387
Altın 529,59
BİST 1.430
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 17 °C
Çok Bulutlu

MXene Nanomaterial Esnek ve Gerilebilir Yüksek Kapasiteli Enerji Depolaması Sunar

08.09.2021
41
MXene Nanomaterial Esnek ve Gerilebilir Yüksek Kapasiteli Enerji Depolaması Sunar

Buruşuk titanyum karbürden yapılmış elektrotlara sahip esnek bir süper kapasitör, tekrarlayan gerdirmeden sonra elektronik yükleri depolama ve serbest bırakma yeteneğini korudu. Kredi: Amerikan Kimya Derneği

Bazı elektronikler giyilebilir ekranlarda, biyomedikal uygulamalarda ve yumuşak robotlarda bükülebilir, bükülebilir ve esneyebilir. Bu cihazların devreleri giderek daha esnek hale gelirken, onlara güç sağlayan piller ve süper kapasitörler hala katı. Şimdi, ACS’deki araştırmacılar Nano Harfler buruşuk titanyum karbürden (bir tür MXene nanomalzemesi) yapılmış elektrotlara sahip esnek bir süper kapasitör, tekrarlayan gerdirmeden sonra elektronik yükleri depolama ve serbest bırakma yeteneğini koruyor.

Gerilebilir elektroniklerin üstesinden gelmesi gereken en büyük zorluk, enerji depolama bileşenlerinin, pillerinin ve süper kapasitörlerinin katı ve esnek olmayan doğasıdır. MXen adı verilen geçiş metali karbürleri, karbonitrürler veya nitrürlerden yapılan elektrotları kullanan süper kapasitörler, hızlı şarj ve deşarj gibi taşınabilir esnek cihazlar için arzu edilen elektriksel özelliklere sahiptir. Ve 2D MXene’lerin çok katmanlı nano tabakalar oluşturabilmesi, elektrotlarda kullanıldıklarında enerji depolaması için geniş bir yüzey alanı sağlar. Bununla birlikte, önceki araştırmacılar, bu tip elektrotların büküldüklerinde kırılmalarını önlemek için polimerleri ve diğer nanomalzemeleri dahil etmek zorunda kaldılar ve bu da elektrik depolama kapasitelerini azalttı. Bu nedenle, Desheng Kong ve meslektaşları, bozulmamış bir titanyum karbür MXene filminin akordeon benzeri çıkıntılara deforme edilmesinin, bir süper kapasitöre esneklik ve gerilebilirlik eklerken elektrotun elektriksel özelliklerini koruyup korumayacağını görmek istediler.

Araştırmacılar, titanyum alüminyum karbür tozunu hidroflorik ile pullara ayırdılar. asit ve bir filtre üzerinde kabaca dokulu bir film olarak saf titanyum karbür nano tabakalarının katmanlarını yakaladı. Ardından filmi, gevşek boyutunun %800’ü olan bir parça önceden gerilmiş akrilik elastomer üzerine yerleştirdiler. Araştırmacılar polimeri serbest bıraktığında, orijinal durumuna küçüldü ve yapıştırılan nano tabakalar akordeon benzeri kırışıklıklar halinde buruştu.

İlk deneylerde ekip, en iyi elektrotun, hasar görmeden ve elektrik yükünü depolama kabiliyetini değiştirmeden tekrar tekrar esnetilip gevşetilebilen 3 µm kalınlığındaki bir filmden yapıldığını buldu. Ekip, bu malzemeyi, bir çift gerilebilir titanyum karbür elektrot arasına bir polivinil (alkol)-sülfürik asit jel elektroliti sıkıştırarak bir süper kapasitör üretmek için kullandı. Cihaz, diğer araştırmacılar tarafından geliştirilen MXene tabanlı süper kapasitörlerle karşılaştırılabilir yüksek bir enerji kapasitesine sahipti, ancak aynı zamanda nano tabakalar çatlamadan %800’e kadar aşırı gerilebilirliğe sahipti. 1000 kez gerildikten, büküldükten veya büküldükten sonra enerji depolama kapasitesinin yaklaşık %90’ını korumuştur. Araştırmacılar, süper kapasitörlerinin mükemmel enerji depolamasının ve elektriksel kararlılığının gerilebilir enerji depolama cihazları ve giyilebilir elektronik sistemler için çekici olduğunu söylüyorlar.

Referans: Shuxuan Feng, Xin Wang, Menglu Wang, Chong Bai, Shitai Cao ve Desheng Kong, 8 Eylül 2021, “Ultra Gerilebilir ve Yüksek Alan Kapasiteli Süperkapasitörler için Buruşuk MXene Elektrotları”, Nano Harfler.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02071

Yazarlar, Jiangsu Eyaleti Çin Bilim ve Teknoloji Anabilim Dalı, Çin Doktora Sonrası Bilim Vakfı ve Jiangsu Eyaleti Üst Düzey Girişimci ve Yenilikçi Yetenekler Programının Temel Araştırma ve Geliştirme Programından sağlanan finansmanı kabul ediyor.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.