Новый наноматериал обещает усовершенствования в батареях и многих других устойчивых применениях

Сегодня imec, ведущий мировой исследовательский и инновационный центр в области наноэлектроники, энергетики и цифровых технологий, и KU Leuven, оба партнеры в EnergyVille, представляют новый материал о наномешах, который может стать прорывом в различных областях устойчивого развития. -прикладные секторы. Новый наномешевый материал представляет собой трехмерную (металлическую) сетчатую структуру нанометрового размера с очень правильными внутренними размерами. Благодаря сочетанию уникальных свойств материала и простоты производства, он обещает стать широко применимым в (устойчивых) промышленных применениях. Подумайте о более эффективных батареях, лучших каталитических нейтрализаторах, топливных элементах и ​​производстве водорода.

Сканирующее электронно-микроскопическое изображение, иллюстрирующее весьма регулярную структуру.

[1945900]

Материал наномеша представляет собой трехмерную структуру нанопроволоки, которая горизонтально соединена на нескольких уровнях, показывая очень регулярные внутренние зазоры и размеры. В результате он сочетает в себе высокую пористость с беспрецедентным отношением поверхности к объему. Для каждой толщины микрометра доступная площадь поверхности увеличивается в 26 раз. Чтобы визуализировать это: при заполнении небольшого объема банки с газировкой она будет оставаться пустой на 75%, в то время как площадь поверхности будет равна размеру футбольного поля. Кроме того, внутренние и внешние измерения могут быть настроены практически на любую спецификацию, что делает его потенциально совместимым с множеством требований приложений.

Многие промышленные процессы основаны на химических реакциях, которые (должны) происходить на поверхности. Чем больше доступной поверхности, тем больше реакций может происходить одновременно, и тем выше скорость или производительность процесса. Подумайте об электродах в батареях, например, о превращении лития в ионы лития. Наномешевый материал Imec может обеспечить высокую емкость и быструю зарядку батарей, потому что его большая поверхность в сочетании с высокой пористостью характеризуется высокой нагрузкой на материал, сохраняющий энергию, в то время как он остается в виде нанометровой тонкой пленки в тесном контакте с токосъемником. Кроме того, в топливных элементах металлическая наносеточная структура нового наномешевого материала imec может одновременно действовать как токосъемник и функциональный катализатор. Например, при электролитическом производстве водорода из воды было показано, что несколько микрон нового материала наномеша превосходят в 300 раз более толстую никелевую пену толщиной около одного миллиметра.

В качестве бонуса, этот уникальный материал может быть довольно легко изготовлен с помощью дешевых процессов анодирования и гальванизации. Сначала формируется форма путем анодирования алюминиевой фольги. Секрет правильной перфорации на наноуровне кроется в контролируемом легировании металлического алюминия. Получающаяся структура действует как форма, в которой может быть размещено большое разнообразие материалов. После последовательного химического травления плесень растворяется и остается самостоятельная структура наномеша. На макроскопическом уровне автономная наномеша представляет собой гибкую фольгу, которая дает ей еще одно преимущество перед ближайшими конкурентами (металлическая пена и аэрогели), которые часто являются более жесткими или ломкими.

проф. Филипп Верикен, научный директор Imec и профессор биотехнического факультета К. У. Левена: «Мы возлагаем большие надежды на этот новый наноматериал. Его самые сильные стороны заключаются в правильности его структуры, большой открытой структуре и совместимости ее размеров. Мы открыли трехмерную нанопористую структуру почти 10 лет назад, но только в ходе докторской диссертации Станислава Заньковского уникальность этого материала стала ясной. Пространства между нанопроводами были небольшими при использовании традиционных шаблонных процессов нанопровода. Стэн оптимизировал процесс изготовления для получения большой пористости, так что теперь он может быть оптимально использован во многих приложениях. Мы приветствуем все промышленные партии, которые хотят присоединиться к нам в передаче этого многообещающего материала для промышленного применения ».

Источник: http://www.imec.be/

Source link