उच्च प्रदर्शन MXene इलेक्ट्रोड का विकास

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उच्च प्रदर्शन MXene इलेक्ट्रोड का विकास

क्रेडिट: हांगकांग के सिटी यूनिवर्सिटी

द्वि-आयामी एमएक्सईएन ऊर्जा दुनिया में एक उभरता हुआ सितारा रहा है क्योंकि यह सामग्री ऊर्जा को जल्दी से स्टोर कर सकती है। लेकिन उनका अस्थिर वोल्टेज आउटपुट उनके आवेदन को सीमित करता है। हांगकांग में सिटी यूनिवर्सिटी (सीटीयू) के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में एक सहयोगी शोध दल ने हाल ही में बैटरी जैसी इलेक्ट्रोकेमिकल एनबी विकसित की है।2उच्च वोल्टेज स्कैनिंग रणनीति का उपयोग करके स्थिर वोल्टेज आउटपुट और उच्च ऊर्जा घनत्व के साथ CTx MXene इलेक्ट्रोड। इन नवीनतम निष्कर्षों से अगली पीढ़ी की शक्तिशाली बैटरी की खोज में सफलता मिल सकती है।


सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग विभाग (एमएसई) के प्रोफेसर ज़ी चुनयी और सहायक प्रोफेसर डॉ। शोध का नेतृत्व संयुक्त रूप से फैन जून ने किया था। एमएसई के अध्यक्ष प्रोफेसर चेन फुरोंग ने भी इस शोध में महत्वपूर्ण योगदान दिया। निष्कर्ष वैज्ञानिक पत्रिका जूल में प्रकाशित हुए हैं, जिसका शीर्षक है “एन एनबी की आंतरिक वोल्टेज प्लेट।”2हाई-वोल्टेज-स्कैनिंग द्वारा प्रेरित जलीय इलेक्ट्रोलाइट में CTx MXene कैथोड।”

ऊर्जा की दुनिया में एक उभरता हुआ सितारा

एमएक्सईएन द्वि-आयामी नैनोमटेरियल्स का एक बड़ा परिवार है, और पिछले एक दशक से ऊर्जा भंडारण के क्षेत्र में 2डी सामग्री के लिए अनुसंधान का केंद्र रहा है। इसकी उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉनिक चालकता और बड़े सतह क्षेत्र के कारण, एमएक्सईएन को तेज सतह रेडॉक्स द्वारा विशेषता है और ऊर्जा भंडारण की उच्च दर प्रदर्शित करता है।

लेकिन एमएक्सईएन ऊर्जा भंडारण की सबसे बड़ी चुनौती यह है कि सभी पंजीकृत एमएक्सईएन इलेक्ट्रोड में एक अलग डिस्चार्ज वोल्टेज प्लेट की कमी होती है, जिसका अर्थ है कि वे तेजी से अवरोही आउटपुट वोल्टेज के साथ निर्वहन करते हैं। यह दोष Mxene के ऊर्जा घनत्व और वांछित उच्च वोल्टेज क्षेत्रों में स्थिर ऊर्जा उत्पादन को कम करता है, जिससे सीमित ऊर्जा घनत्व होता है, आमतौर पर 100 Wh kg से कम।-1.

शक्तिशाली बैटरियों की अगली पीढ़ी के लिए उच्च-प्रदर्शन MXene इलेक्ट्रोड विकसित करना

क्रेडिट: हांगकांग के सिटी यूनिवर्सिटी

अस्थिर बिजली उत्पादन की समस्या को दूर करने के लिए, सिटीयू के नेतृत्व में एक शोध दल ने सफलतापूर्वक बैटरी-प्रकार एनबी विकसित किया2CTx MXene इलेक्ट्रोड। टीम ने Nb . के पूरी तरह से अलग विद्युत रासायनिक गुणों का खुलासा किया2CTx MXene इलेक्ट्रोड वोल्टेज विंडो को 2.0V से 2.4V तक विनियमित करके। उच्च वोल्टेज स्कैनिंग के तहत 2.4V, Nb . तक2CTx MXene इलेक्ट्रोड ने विशिष्ट बैटरी-प्रकार की विशेषताओं का प्रदर्शन किया जो इसे कम वोल्टेज और अन्य पहले से रिपोर्ट किए गए MXene सिस्टम से अलग करती है।

उच्च-वोल्टेज स्कैनिंग रणनीति का उपयोग करते समय सर्वोत्तम गुणों का प्रदर्शन किया जाता है

उन्होंने पाया कि Nb2CTx / Zn बैटरी उच्च वोल्टेज स्कैनिंग के तहत इष्टतम दर क्षमता, टिकाऊ चक्रीय प्रदर्शन और उच्च ऊर्जा घनत्व प्रदर्शित कर सकती हैं। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि वे अपनी ऊर्जा घनत्व को बढ़ाने के लिए MXene को 1.55V की एक सपाट और स्थिर डिस्चार्ज प्लेट से लैस करने में कामयाब रहे। 146.7 Wh kg . के सभी जलीय Mxene इलेक्ट्रोड में रिकॉर्ड-स्तरीय ऊर्जा घनत्व-1 हाइलैंड्स से भी 63% का योगदान दिया। इसने एमएक्सईएन उपकरणों के संचालन में बाधा को तोड़ दिया।

“विशिष्ट वोल्टेज प्लेटों की अनुपस्थिति एमएक्सईएन इलेक्ट्रोड की क्षमताओं और ऊर्जा घनत्व को कम करती है जो उच्च प्रदर्शन बैटरी के रूप में उनकी क्षमता को सीमित करती है। वोल्टेज-स्कैनिंग दृष्टिकोण को रेखांकित करता है, जो नाटकीय रूप से एमएक्सईएन इलेक्ट्रोड के विद्युत रासायनिक प्रदर्शन में सुधार करता है,” प्रोफेसर झी ने कहा।

प्रोफेसर ज़ी का मानना ​​​​है कि निष्कर्ष अधिक शोधकर्ताओं को एमएक्सईएन परिवार के अनदेखे विद्युत रासायनिक गुणों की खोज करने के लिए प्रेरित करेंगे। उत्कृष्ट ऊर्जा भंडारण प्रदर्शन के साथ द्वि-आयामी एमएक्सईएन, तेज सतह रेडॉक्स और उच्च दर ऊर्जा भंडारण की विशेषता है। अनुप्रयोग, “उन्होंने कहा।


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और जानकारी:
Xinliang Li et al, हाई-वोल्टेज स्कैनिंग द्वारा प्रेरित जलीय इलेक्ट्रोलाइट में Nb2CTx MXene कैथोड का आंतरिक वोल्टेज पठार, जौल (2021)। डीओआई: 10.1016 / जे.जूल.2021.09.006

जर्नल सूचना:
जौल

हांगकांग के सिटी विश्वविद्यालय द्वारा प्रदान किया गया

उल्लेख: अगली पीढ़ी की शक्तिशाली बैटरी के लिए उच्च-प्रदर्शन MXene इलेक्ट्रोड विकसित करना (नवंबर 18, 2021) (नवंबर 22, 2021) https://phys.org/news/2021-11-high-performance-mxene-electrodes-next-generation – Powerful.html से व्युत्पन्न

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