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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Berkeley-LaborForscher Anwesend Auf Medizin, Energie, der Umgebung Und Mehr

Published on August 31, 2010 at 8:47 PM

Berkeley-Laborwissenschaftler entbanden fast 100 Darstellungen bei der der Amerikanische Chemikalien-Staatsangehörigsitzung des Falles 2010 Gesellschaft in Boston, 22.-26. August 2010.

In der Öffnungsszene des berühmten Films 1967 wird dem Absolvent, Benjamin Braddock, an einer Partei, zum seines neuen Grads zu feiern, ein Ratschlag während seiner Zukunft gegeben: „Plastik.“ Waren junges zu empfangen Benjamin, dass Rat möglicherweise heute das Wort gut gewesen: „Batterien.“

Konjunkturbeobachter sagen, dass der Markt für hoch entwickelte Batterien, die elektrisches anschalten können, das Kreuzung-elektrische und die auftauchenden steckbaren hybriden Elektro-Mobile Milliarden Dollar sein wird. Basiert auf ihren Leistungen in der Elektronik und in den Elektrowerkzeugen, haben Lithium-Ionen-Batterien das Potenzial, Nickelmetallhydridbatterien weit überlegen zu sein, aber einige technologische Punkte müssen angesprochen werden, bevor sie auf Fahrzeuge zugetroffen werden.

Marca Doeff, ein Chemiker mit die Material-Wissenschafts-Abteilung Berkeley-Labors, stellte ein betiteltes Gespräch „Voranbrachte Li-Ionbatterie-Kathodenmaterialien für Fahrzeugtechnologien.“ dar Sie konzentrierte sich auf die Kathode als eins der teuersten Bauteile in den Lithium-Ionen-Batterien.

„Auch,“ sagte Doeff, „die Kathode ist der bestimmende Faktor der Energiedichte in der Zelle, weil die Kapazität gewöhnlich viel niedriger als die der Graphitanode ist, mit der es übereingestimmt werden muss.“

Doeff und ihre Kollegen experimentieren mit verschiedenen Anflügen für die Senkung der Kosten und das Verbessern der Leistung der Lithiumionkathoden. Ihre Studien umfassen teilweise Substitution des teuren Kobaltbestandteils mit Aluminium, Titan oder Eisen in den überlagerten Mischübergangsmetalloxiden, die jetzt in den Batterien verwendet werden.

Bis jetzt haben sie gefunden, dass eine fünfprozentige Substitution von Kobalt mit Aluminium Kathodenleistung und Schleifenstabilität erhöht. Substitution mit kleinen Mengen des Titans führte auch zu die Entstehung eines Hochleistungs- und positiven Elektrodenmaterials des HochRate, während Substitution mit Eisen führte, um die Kathodenkapazitäten und die Fähigkeiten der schlechten Kinetik zu senken.

„Unsere Arbeit zeigt, dass Änderungen in der elektrochemischen Leistung der Kathode in hohem Grade von der Beschaffenheit des ersetzenden Atoms und von seinem Effekt auf die Kristallstruktur abhängen,“ Doeff sagte.

Hohe Leistungsfähigkeits-Solarzellen und andere Nano-Freuden

An dieser gleichen Abschlussfeier heute, erklärt worden junger Ben möglicherweise Braddock auch, um „Nano zu denken.“ Konjunkturbeobachter sehen eine sogar freigebige Zukunft für nanoscale Materialien, besonders auf Solarenergie und den Elektronikgebieten voraus. „Elektronische Materialien Nanoscale: Herausforderungen und Gelegenheiten,“ waren der Titel eines Gespräches durch Ali Javey, ein Lehrkörperwissenschaftler in die Material-Wissenschafts-der Abteilung Berkeley-Labors. In seinem Gespräch beschrieb Javey eine Technik für die Technik von Reihen nanoscale Säulen für eine breite Benutzungsmöglichkeit, einschließlich niedrige Kosten, in hohem Grade effiziente Solarzellen und künstliche Haut, die prothetische Glieder mit dem Tastsinn versieht.

„Unsere Technik liefert umfangreiche Einheit von in hohem Grade bestellt und regelmäßige Reihen nanowire Bauteile auf flexiblen Substratflächen durch ein einfaches Kontaktdruckverfahren,“ sagte Javey. „Die Fähigkeit, nanowire Fühler an integrierte Elektronik auf großen Umfängen und an hohe Einheitlichkeit anzuschließen stellt einen wichtigen Fortschritt in Richtung zur Integration von Nanomaterials für Fühleranwendungen.“ dar

Diese Technologie wird an tragbaren elektronischen und tragbaren Mensch-Maschine-Schnittstelle Anwendungen, einschließlich künstliche Haut angewendet. Die Idee ist die mit der Integration des hoch entwickelten Prosthetics in das Gehirn zur besseren Regelung von Gelenken, der Zusatz der elektronischen Haut mit nanowire Fühlern könnte Patienten aktivieren, ihren Tastsinn wiederzugewinnen. Die Haut auch würde in der Robotik verwendet möglicherweise und regelte, wie viel Druck ein Roboter an einer Nachricht anwendet.

„Unser Fühler der mechanisch flexiblen, künstlichen Haut liefert eindrucksvolle mechanische Robustheit und elektrische Eigenschaften,“ sagte Javey.

Zusätzlich indem sie optisch aktive nanowire Fühler verwendeten, sind Javey und seine Kollegen gewesen, die in hohem Grade regelmäßigen, nanopillar Monokristallreihen Halbleiter auf Aluminiumsubstratflächen zu produzieren, die dann als Solarzellenblöcke konfiguriert wurden.

„Durch Experimente und die Formung, haben wir, dass wir diese Solarblöcke auf den steifen und flexiblen Substratflächen mit erhöhter Transportunternehmersammlungs-Leistungsfähigkeit und Breitbandder fotoabsorption konfigurieren können, die aus der geometrischen Konfiguration der nanopillars sich ergibt,“ Javey sagten demonstriert. „Dieses ist ein enorm viel versprechendes, zum der Kosten der effizienten Solarzellen zu senken.“

Wasserstoff vom Sonnenlicht Über Qdot-Gesätes Nanorods

Ein Ratschlag, dass der Absolvent möglicherweise nicht an der Partei gegeben worden, ist „Wasserstoff.“ Während Experten darin übereinstimmen, dass Wasserstoff eine Schlüsselrolle in den zukünftigen Technologien der erneuerbaren Energie beherrschen könnte, müssen verhältnismäßig billigen, effizienten und Kohlenstoff-neutralen Mittelwerte des Produzierens sie zuerst entwickelt werden. Die photocatalytic Produktion des Wasserstoffs vom Wasser unter Verwendung der Solarenergie erfüllt alle notwendigen Kriterien, aber bleiben viele Material-bedingten Hindernisse zum weit verbreiteten Gebrauch von diesem Anflug. Berkeley-LaborDirektor Paul Alivisatos, ein Chemiker und führende Behörde auf Nanotechnologie für Energie behandelte eine Idee für das Ausgleichen einige dieser Hindernisse in seinem Gespräch, das betitelt wurde „Photocatalytic Wasserstoffproduktion mit melodischen nanorod Heterostrukturen.“

In diesem Gespräch beschrieb Alivisatos ein vorbildliches nanosystem, in dem ein Quantumspunktstartwert für zufallsgenerator des Kadmiumselenids, ein Wasserstoff-erzeugender Katalysator, eingebettetes Innere ein Platin-gespitztes Kadmiumsulfid nanorod ist.

„In solchen Zellen, Löcher werden dreidimensional auf dem Kadmiumselenid, während die delocalized Elektronen auf die Metallspitze übertragen werden,“ Alivisatos sagte begrenzt. „Infolgedessen, werden die Elektronen getrennt von den Löchern über drei verschiedenen Bauteilen und durch eine melodische körperliche Länge.“

Die gesäte nanorod Metallspitze ermöglicht effiziente langlebige Ladungsträgertrennung und setzt zurück Reaktion von Vermittlern herab. Indem sie die nanorod Heterostrukturlänge und die Startwert- für Zufallsgeneratorgröße justieren, sind Alivisatos und seine Gruppe in der Lage, die Wasserstoffproduktion beträchtlich zu erhöhen, die mit der von ohne Platzierung Gestängen verglichen wird.

„Wir fanden unser Mehrkomponenten- nanoheterostructures, um für Wasserstoffproduktion in hohem Grade aktiv zu sein, mit einer offensichtlichen Quantenausbeute percemt 20 bei 450 nm,“ sagte Alivisatos. „Unsere Anlagen waren unter Beleuchtung der orange Leuchte aktiv und demonstrierte verbesserte Stabilität verglich mit samenlosen Kadmiumsulfid nanorods.“

 

Last Update: 12. January 2012 20:43

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