Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1
(а) Схема синтеза Si/C нанонитей.
(b) Данные просвечивающей электронной микроскопии для Si/C наностержней после первого добавления прекурсора.
(с) Увеличенное изображение (b), на вкладке – данные SADP.
(d) Данные просвечивающей электронной микроскопии для Si/C нанонитей после четвертого добавления прекурсоров.
(e) Увеличенное изображение (d).
Рис.2
(а) Данные просвечивающей электронной микроскопии для Si/C электрода из нанонитей после 80 циклов.
(b) Увеличенное изображение (а).
(с и d) Данные SADP для (b).
(e) Увеличенное изображение (а).
Рис.3
Циклирование.

Мезопористые нанонити Si/C для анода в литиевых батареях

Ключевые слова:  анодный материал, кремний, литиевая батарея

Опубликовал(а):  Корнейчук Светлана Александровна

05 декабря 2008

Кремний мог бы быть превосходным материалом для анода в литиевых батареях (возможно достижение очень высоких значений емкости - 4200 мА ч/г), если бы не увеличение удельного объема более чем на 300% при образовании соединения внедрения лития. Так что чистый кремний использоваться в качестве анода не может. Много работ было посвящено созданию пригодного к использованию анода из композита наночастиц кремния и углерода.

Вот, например, корейские ученые создали анод для литиевых батарей из мезопористых нанонитей Si/C. Нанонити были синтезированы на твердом темплате SBA-15. Полученный композит имеет структуру «ядро-оболочка», которая образуется в процессе отжига бутил-кремния в вакууме при температуре 900 °С. Затем темплат удаляли с помощью плавиковой кислоты.

По данным просвечивающей электронной микроскопии (рис.1) при первом добавлении прекурсора, последующем отжиге и травлении кислотой диаметр наностержней Si/C составил около 4 нм, а их длина – около 20 нм. По данным электронной дифракции произошло формирование кремния. При дальнейшем добавлении прекурсора и последующей обработке наблюдался обширный рост нанонитей (средний диаметр в итоге составил 6, 5 нм). Слой углерода очень тонок, и его массовое содержание равно примерно 6%.

Благодаря своей мезопористой структуре полученный композит обеспечивает большую площадь контакта электролита и электрода. Поры в нем хорошо упорядочены, и дисперсия их размера невелика (средний размер пор - около 2,3 нм), поэтому они могут играть роль буферного слоя, снижая макроскопические изменения объема. Упорядоченность пор хороша еще и тем, что электролит заполняет электрод равномерно.

Полученные мезопористые нанонити продемонстрировали превосходную электроемкость, которая составила 3163 мА ч/г, а после 80 циклов уменьшилась лишь на 13%.

Работа«Superior Lithium Electroactive Mesoporous Si@Carbon Core-Shell Nanowires for Lithium Battery Anode Material» была опубликована в Nano Letters.


Источник: Nano Letters



Комментарии
Владимир Владимирович, 06 декабря 2008 02:18 
Такой хороший перевод полезной функциональной статьи оказался практически вытесненным грандиозными шоу...
Увы. Структуру сайта надо менять
Владимир Владимирович, 06 декабря 2008 03:47 
Ой, да чего уж сильно менять: просто разделить новости на научные и событийные, и может чуть более активно использовать раздел "Объявления"
Кульсарин Артур Айдарович, 06 декабря 2008 12:40 
Когда же начнут поактивнее внедрять новые технологии?... /Чисто риторический вопрос/
Кульсарин Артур Айдарович, 06 декабря 2008 12:43 
Устраить голосование - менять или не менять (структуру сайта). Если менять, то как, а если нет, то и понятно все
Владимир Владимирович, 06 декабря 2008 16:24 
Устроить голосование!
Назначить комиссию!
Выдвинуть делегатов!
Созвать ученый совет!
Создать дорожную карту!
(и транспорт для этих дорог)
"Выбрать горизонты и масштабы"!
Утвердить наметки эскиза плана!
Обсудить и концептуально одобрить!
Отправить на дальнейшее дообсуждение!
Вернуться к верхнему пункту (и продолжить ad infinitum)!

Ну, или тот, кто это будет реально делать, сам решит, как оно лучше
elin, 08 декабря 2008 11:50 
Тошиба, если верить сообщениям в Инете, уже создает а/б, время зарядки которой 5 минут. Во всяком случае объявления о продаже велика на ней (ак. батарее)я видел. А вот описания технологии ее создания не нашел. Может она известна кому нибудь из этого высокоуважаемого сообщества?
Конденсатор, однако...
elin, 09 декабря 2008 18:52 
http://plural.org.ua/index.php?ind=news&a mp;op=news_show_single&ide=377
По этой ссылке читайте о практическом внедрении этого "конденсатора".
Курилин Сергей Леонидович, 09 декабря 2008 23:04 
Не могу попасть в унисон
Да и в унитаз тоже
Смешно, но многие не понимают разницы между унитазом и унисоном.
Уважаемый Владимир Владимирович
Я отправил Вам письмо о сдвигах по фазе, и хотел бы вернуться к разговору о гармонии
Почитал. Велик за 3000 - это жутко практично. Пробег всего 40 км. Тут где-то была тема с наиподробнейшим обсуждением аккумуляторов всех типов и условий их зарядки.

Теперь серьёзно.
Кондёр - очень мощная штука. Время полной зарядки может измеряться секундами. Токи разрядки позволяют получать очень большую мощность и легко её регулировать. Срок службы - теоретически неограничен. Одна беда, они несколько тяжеловаты по сравнению с батарейками.
elin, 10 декабря 2008 15:14 
Я пишу о Super Charge ion Battery (SCiB). Погуглите по этим словам и прочитаете очень много, но как это сделано я не увидел нигде. Что касается 3000, то это всего лишь приблизительно среднемесячная зарплата в США. И во-вторых, понятно что это монопольная цена, к действительной стоимости отношения не имеющая. Я знаю у нас в большой моде скутера (расход топлива 2-5л бензина на 100км) за 800 - 1500 дол. США, поставить на них вместо бака, такие две батарейки их бы отрывали с руками. Ведь это ж проехал 60-80 км, 5 минут заправился и поехал дальше. К тому же они используются в пределах населенного пункта, так что и одной батарейки хватало б с лихвой.
А вот цитата насчет веса:
Особенность разработки заключается в способности новых аккумуляторов заряжаться до 90% ёмкости за неполных 5 минут. Такой режим, отметим, когда заряд производится огромным по меркам аккумулятора зарядным током 50 А, не повлияет на срок эксплуатации SCiB-батарей: ёмкость аккумуляторов падает на 10% после 3 000 циклов заряда, а расчётное число циклов превышает 5 000.
Конструктивно 2-кг батарея состоит из 10 последовательно соединённых ячеек напряжением 2.4 В ёмкостью 4.2 Ач. Встроенная в аккумуляторы электроника контролирует индивидуальные токи заряда каждой ячейки и отслеживает температуру батареи. Помимо этого новые материалы катода (с применением наночастиц) и изоляционных прослоек гарантируют отсутствие КЗ и устраняют вероятность взрыва или возгорания – хай-тек "страшилку" последних лет.


elin, 10 декабря 2008 15:33 
"Тут где-то была тема с наиподробнейшим обсуждением аккумуляторов всех типов и условий их зарядки."
К стати , если эта та тема, где мы писали о электоромобилях, то я там писал, кажется на пост Шварова,который предлагал практическим путем искать хорошие хим. соединения для электродов, что емкость батарей можно вычеслять по хим. формулах школьного курса, и это будет идеальная емкость, больше которой не подберешь. Там же я писал, что если наноструктурировать элементы а\б, то время зарядки должно стать маленьким.
Поскольку толковых возражений не было, я тогда уже было разочаровался в идее электромобиля. А вот увидев сообщение из Стенфорда, где оказывается емкость у существущих материалов может быть достаточно большой, просто надо сделать их нанопористыми.
----
Что касается 3000, то это всего лишь приблизительно среднемесячная зарплата в США.
----

Угу. У мну ставка мнс - примерно 150. Если интересно, посчитайте сколько надо копить

----
Я знаю у нас в большой моде скутера (расход топлива 2-5л бензина на 100км) за 800 - 1500 дол. США
----

У нас в большой моде троллейбусы и автобусы.

-----
Конструктивно 2-кг батарея состоит из 10 последовательно соединённых ячеек напряжением 2.4 В ёмкостью 4.2 Ач. Встроенная в аккумуляторы электроника контролирует индивидуальные токи заряда каждой ячейки и отслеживает температуру батареи.
----

Улыбнуло. ЕМНИП - при последовательном подключении сила тока на всех участках цепи одинакова. Какой уж тут индивидуальный ток заряда...

elin, 11 декабря 2008 18:18 
Вы лучше дайте ответ, что же такое это SCiB, акумулятор или конденсатор, какую роль сдесь могут играть педали, и т.п.. В случае с электроникой, то вполне возможно, что в отдельных а\к для безопасности есть электроника контролирующая уровни зарядки ячеек, чтоб не произошло взрыва, и т. п..
Трусов Л. А., 11 декабря 2008 18:26 
кто ж его знает, ответ этот? можно тошибовские патенты полистать, например.
elin, 11 декабря 2008 19:01 
А они на японской? .А если серьезно, то если и Вы сюда заглягули Лев Батькович (уж извините давно не заходил на Ваш сайт и запамятовал Ваше отчество, а писать ошибочное как-то нехорошо), то не могли бы Вы ссылочку дать на видеоролик с опытами этого Стенфордского профессора. Где то была в инете ссылка на небольшой ролик(меньше чем 14 МБ), и никак не могу ее найти. А то я не пойму, почему сомневающиеся на этом сайте считают, что легкие атомы лития должны разрушить связь кремниевых нанонитей со стальной,а в других ообщениях медной подложкой в электроде. Ведь эти атомы тяжелее, и связь между ними должна быть на много прочнее.
Трусов Л. А., 11 декабря 2008 20:43 
честное слово, не припоминаю, что за ролик.
Уважаемый elin!
Из Ваших слов:
не могли бы Вы ссылочку дать на видеоролик с опытами этого Стенфордского профессора. Где то была в инете ссылка на небольшой ролик(меньше чем 14 МБ), и никак не могу ее найти. А то я не пойму, почему сомневающиеся на этом сайте считают, что легкие атомы лития должны разрушить связь кремниевых нанонитей со стальной,а в других ообщениях медной подложкой в электроде.

Мне припоминаются обсуждения наши с Владимиром Владимировичем (в то время Чеширским котом нанобиофотонным) и Алексеем Шваревым (на этих обсуждениях он и сломался).
ЭФФЕКТ БАБОЧКИ
Скорее всего речь идет об одном из роликов в посте Мельников Геннадий Семенович, 20 мая 2008 17:11 Но по той ссылке сейчас стоит
"Страница не найдена". Но, по крайней мере, отправная точка есть.
Геннадий Семенович.
elin, 15 декабря 2008 18:57 
А все таки хотедось чтобы это сообщество основательно обсудило тему этих супераккумуляторов. Ведь они могут также революционно изменить мир, как это сделала мобильная связь.
elin!
Не только поддерживаю, а считаю главной задачей этого академического сервера беспристрастно и скрупулезно разбираться в том, что бывший наукоочерняющий член сообщества пытался свести на нет все фантазийные движения человеческих душ этого портала.
Геннадий Семенович
elin, 17 декабря 2008 15:00 
Насколько помню, там спор был о наносуперконденсаторах с непонятной не только технологией производства, но и терминологией предполагаемого процесса. Здесь же речь идет о электродах с кремниевыми нановорсинками на стальной или медной подложке для а\б. И когда я говорю об обсуждении, то имею ввиду не поиск каких то врагов и взаимное очернение, а совсем наоборот. Я охотно предполагаю, что большинство современных специалистов и ученых обладают очень узконаправленными знаниями, а поэтому не исключено, что светила в своей области есть полными профанами в другой. Тем не менее, на этом сайте (а этому способствует и возможность определенной анонимности) никто не должен бояться высказывать свое мнение, пусть даже оно окажется самым нелепым и делитантским.
Впрочем, я Шварова полностью поддерживаю в том, что современная российская наука себя исчерпала, и способна разве что с помощью фальшивых проектов разбазаривать госсредства. Правда это беда не науки, а производства, и вообще общественных отношений, которым никакие технические прорывы не нужны. Как говорил Энгельс, десяток университетов не развивает так науку, как практическая необходимость.
Первое предупреждение - за политику посты буду убивать (за неимением времени - полностью). Извините. Политика напоминает женщин легкого поведения чем-то, а это - явный разврат. Извините
Владимир Владимирович, 17 декабря 2008 23:46 
(Я тут участия совсем не принимал , но)
Ничего не понимаю!
(Кому предупреждение, за что конкретно??)
Определите, пожалуйста, официально, что является этой самой политикой развратной
Поделитесь, как отделить плевел политиканства от зерен коллективного самосознания?
Владимир Владимирович!

А эти все Ваши вопросы мы достаточно приближенно к театру наших дней уже рассмотрели на примере сказки о деревянном человечке с длинным носом
P.S. и, ради бога, не становитесь под хоругви на углу Невского и Садовой. В этом портале, так же как и в былые и сверхновые времена действия идут на коллективное сознание тех, кому коктейль Молотова - то ли забава, то ли бравада.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Лабиринт
Лабиринт

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.