Door G.P. Thomas
Pulickel Ajayan, M. van Rice University en de Professor van Mary Greenwood Anderson in Werktuigbouw en de Wetenschap van Materialen en van Chemie, hebben hoogwaardig maar hard-aan-kringloopsilicium gebruikt om bossen van nanowires te vervaardigen, banend de weg om flexibele componenten van afvalsilicium voor gebruik in navulbare lithium-ionenbatterijen (LI) te ontwikkelen.
Het Silicium nanowires port door een gouden masker op hun manier aan het worden een deel van een lithium-ionenbatterij die in Rice University wordt ontwikkeld. Het proces dat bij Rijst en in Université catholique DE Leuven, België wordt ontwikkeld, recycleert afvalsilicium in functionerende batterijcomponenten. (krediet: Alexandru Vlad/Rice University)
Het Silicium absorbeert 10 vouwen meer lithium wanneer vergeleken bij koolstof die over het algemeen in de batterijen van LI wordt gebruikt. Nochtans, snel op splitst het materiaal aangezien het uitgebreid en aangegaan wordt wanneer het geladen en gelost wordt.
In de Werkzaamheden van de Nationale Academie van het dagboek van de Wetenschap, hebben Pulickel Ajayan en zijn collega's van Rice University en Université catholique DE Leuven een methode beschreven om een anode van zorgvuldig geschikt te vervaardigen nanowires ingesloten in een elektrisch het leiden koper en een ionen-leidt polymeerelektrolyt. Het materiaal verstrekt nanowires de vereiste ruimte om zich uit te breiden en aan te gaan, waarbij hun doeltreffendheid wordt verhoogd. De elektrolyt doet dienst als verbindingsstuk tussen de kathode en de anode.
Volgens Ajayan, die moet het afval in batterijen een scalable techniek zijn Omzet. De wetenschappers geloven dat hun apparaten een significante vooruitgang zijn om volgende-generatie flexibele, efficiënte, goedkope batterijen te ontwikkelen die met om het even welke vorm kan in overeenstemming zijn.
De co-Lood auteurs, Arava Leela Mohana Reddy en Alexandru Vlad, leidden tot veelvoudige anode/elektrolyt samengestelde lagen van één enkel wafeltje van het afvalsilicium. Zij gebruikten colloïdale nanospherelithografie om tot een masker van de siliciumcorrosie te leiden door polystyreenparels toe te passen die in vloeistof over een verworpen siliciumwafeltje worden verspreid. De parels over het wafeltje assembleerden zich in een hexagonaal net en bleven geplaatst wanneer chemisch aangegaan.
De onderzoekers bespoten toen een dunne gouden laag en verwijderden het polystyreen, verlatend een fijn gouden masker bestaand uniform uit uit elkaar geplaatste gaten over het wafeltje. Zij plaatsten toen het metaal-bijgewoonde masker in een chemische ets, waarin het silicium waar het het metaal contacteerde oploste, resulterend in de vorming van miljoenen van uniform uit elkaar geplaatst nanowires. Zij pasten toen een dunne koperlaag over nanowires toe om het vermogen van de lithiumabsorptie van de draden te verbeteren en goten toen de draden met een elektrolyt.
De onderzoekers construeerden toen een batterij door met een huidige collector en kathode aan één kant en een nevel- huidige collector op de overkant te integreren. De batterij toonde 150 mAh/g aan maar rotte lichtjes meer dan 50 last/lossingscycli. De wetenschappers zijn nu betrokken bij het verbeteren van die kwaliteiten en de beoordeling van van de anoden in regelmatige batterijconfiguraties.
Bron: http://www.rice.edu