Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Berkeley Lab Tutkijat läsnä Medicine, energia, ympäristön kannalta ja

Published on August 31, 2010 at 8:47 PM

Berkeley Lab tiedemiehet toimitettu lähes 100 esitykset American Chemical Societyn Fall 2010 kansallisten kokouksessa Bostonissa, 22-26 08 2010.

Vuonna avaamista kohtaus kuuluisa 1967 elokuva The Graduate, Benjamin Braddock, juhlissa juhlimaan hänen uusi tutkinto, annetaan sanaakaan neuvoja hänen tulevaisuuden: "Plastics". Olivat nuoria Benjamin saavan että neuvot tänään sana, hyvin on: "Akut".

Ennustelaitoksille sanoa, että markkinat kehittyneet akut, jotka voi vallan sähkö-, hybridi-sähkö-ja kehittyvien plug-in hybridi sähköautoja tullaan miljardeja dollareita. Perustuu heidän esitystensä elektroniikan ja sähkötyökaluja, litium-ioni-akkuja on potentiaalia olla paljon parempi nikkelimetallihydridiakut akut mutta useat teknologiset kysymykset on selvitettävä ennen kuin he soveltaa ajoneuvoihin.

Marca Doeff, kemisti ja Berkeley Lab materiaalitieteiden tiedekunta Division esitteli keskustelu otsikolla "Advanced Li-ion akku katodi materiaaleja ajoneuvojen teknologiaa." Hän keskittyi katodi yhtenä kalleimmista komponenttien litiumioniakut.

"Myös" Doeff sanoi, "katodi on määräävä energiatiheys solussa, koska kapasiteetti on yleensä paljon pienempi kuin grafiitti anodi, jonka kanssa se on sovitettava yhteen."

Doeff ja hänen kollegansa ovat kokeilleet erilaisia ​​lähestymistapoja kustannusten alentamiseksi ja suorituskyvyn parantaminen litium-ioni katodit. Heidän opintoihin sisältyy osittainen korvaaminen kallista koboltti osatekijä alumiinia, titaania tai rautaa kerroksellinen sekoitettu siirtyminen metallioksidit nyt käyttää paristoja.

Toistaiseksi he ovat huomanneet, että viiden prosentin korvaaminen koboltti alumiinilla lisää katodi suorituskykyä ja sykli vakautta. Korvaushoito mukana pieniä määriä titaania myös johti muodostumista suuren kapasiteetin korkea-rate positiivisen elektrodin materiaalia, kun taas korvaaminen rauta johtanut alhaisempiin katodi valmiuksia ja köyhien määrä ominaisuuksia.

"Työmme osoittaa, että muutokset sähkökemiallinen suorituskyky katodi riippuvat voimakkaasti siitä, millaisia ​​korvaamalla atomin ja sen vaikutus kiderakenne," Doeff sanoi.

High Efficiency aurinkokennot ja muut nano Delights

Samana valmistumisen puolue tänään, nuori Ben Braddock ehkä myös on kerrottu ajatella "Nano". Ennustelaitoksille ennakoida entistä Bountiful tulevaisuuden nanomittakaavan materiaalien, erityisesti aurinkoenergian ja elektroniikan aloilla. "Nanomittakaavan elektroniset materiaalit: haasteet ja mahdollisuudet", oli otsikko Talk Ali Javey, tiedekunnan tutkija Berkeleyssä Labin materiaalitieteiden tiedekunta Division. Hänen puhua Javey kuvattu tekniikka suunnittelu paneelit nanomittakaavan peruspilareista monenlaisiin sovelluksiin, esim. edulliset, erittäin tehokas aurinkokennot, ja keinotekoinen iho, joka tarjoaa proteettinen raajojen tuntoaistin.

"Meidän tekniikka tarjoaa suuria kokoonpanoon erittäin tilasi ja säännöllinen ryhmät nanowire komponenttien joustavan alustoille läpi yksinkertaisen yhteyttä painatusprosessin" Javey sanoi. "Kyky toimia nanowire anturit sisäänrakennetulla elektroniikka suurilla asteikot ja korkea yhdenmukaisuuden esittelee merkittävä edistysaskel kohti integrointi nanomateriaalien anturin sovelluksissa."

Tämä tekniikka on sovellettu kannettavien elektronisten ja puettavat Human Interface sovelluksissa, mukaan lukien keinotekoinen iho. Ajatuksena on, että kehittyneiden proteeseja aivoihin voidaan paremmin hallita nivelet, lisäksi sähköisten iho nanowire antureita voisi auttaa potilaita saamaan takaisin tuntoaisti. Ihon voi myös käyttää robotiikan, EKP kuinka paljon painetta robotti koskee esinettä.

"Meidän mekaanisesti joustava, keinotekoinen iho sensori vaikuttava mekaaninen kestävyys ja sähköiset ominaisuudet," Javey sanoi.

Lisäksi käyttämällä optisesti aktiivinen nanowire antureita, Javey ja hänen kollegansa ovat kyenneet tuottamaan erittäin säännöllisesti, yhden kiteinen nanopillar ryhmät puolijohteiden alumiinin alustoille oli tuolloin määritetty aurinkokenno moduulit.

"Kokeiluja ja mallintamista, olemme osoittaneet, että voimme määrittää nämä aurinkopaneelien sekä jäykkä ja joustava substraattien kanssa parantaa operaattorin erotusaste ja laajakaista kuva imeytyminen johtuvat geometrinen kokoonpano nanopilarit" Javey sanoi. "Tämä on erittäin lupaava alentaa kustannuksia tehokkaampia aurinkokennoja."

Vety auringonvalolta Via Qdot-Syötetyt nanorods

Yksi neuvo, että jatko ei ehkä ollut antanut juhlissa on "vety." Vaikka asiantuntijat ovat yhtä mieltä siitä, että vety voisi komento avainasemassa tulevaisuuden uusiutuvien energiateknologioiden alueella, suhteellisen edullisia, tehokkaita ja hiilineutraalia tapa tuottaa sitä on ensin kehittää. Fotokatalyyttinen tuotanto vetyä vedestä aurinkoenergian avulla täyttää kaikki vaadittavat kriteerit, mutta on vielä monia materiaaleihin liittyvän esteitä laajaa käyttöä tätä lähestymistapaa. Berkeley laboratorion johtaja Paul Alivisatos, kemisti ja johtavana asiantuntijana nanoteknologian energian keskusteltu yksi idea voittamiseksi joihinkin näistä esteistä hänen puhua nimeltään "fotokatalyyttinen vedyn tuotanto viritettävä nanorod heterostructures."

Tässä keskustelu, Alivisatos kuvattu malli nanosystem jossa kvanttipiste siemen kadmiumin lyijyselenidiä, vetyä tuottava katalysaattori, on upotettu sisällä Platinum-, kuitu kadmium rikkivetyä nanorod.

"Tällaisissa rakenteissa, reiät ovat kolmiulotteisesti rajoitu kadmiumin lyijyselenidiä, kun taas delocalized elektronit siirtyvät metalli kärki," Alivisatos sanoi. "Näin ollen elektronit ovat erillään reiät kolme eri osien ja viritettävä fyysinen pituus."

Siemenineen nanorod metalli kärki mahdollistaa tehokkaan pitkäikäisiä varauksen kantajana erottaminen ja minimoi takaisin reaktio välituotteita. Virittämällä nanorod heterostructure pituus ja siemenet koon, Alivisatos ja hänen ryhmänsä voivat merkittävästi lisätä vedyn tuotantoon verrattuna, että sijoittamaton tankoja.

"Löysimme meidän moniosainen nanoheterostructures voivat olla erittäin aktiivisia vedyn tuotanto, jossa näennäinen quantum saanto 20-percemt 450 nanometriä," Alivisatos sanoi. "Meidän järjestelmät olivat aktiivisia oranssi valo valaistus ja osoittanut vakaampi verrattuna siemenettömiä kadmiumia rikkivetyä nanorods."

Last Update: 3. October 2011 05:49

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit