Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Berkeley Lab peneliti Hadir Pada Kedokteran, Energi, Lingkungan Dan Lagi

Published on August 31, 2010 at 8:47 PM

Berkeley Lab para ilmuwan disampaikan hampir 100 presentasi di 2010 pertemuan Kejatuhan nasional American Chemical Society di Boston, 22-26 Agustus, 2010.

Dalam adegan pembuka dari film terkenal The Graduate 1967, Benjamin Braddock, di sebuah pesta untuk merayakan gelar barunya, diberikan satu kata nasihat untuk masa depannya: "Plastik." Apakah Benyamin muda untuk menerima nasihat bahwa saat ini kata itu mungkin juga telah: "Baterai."

Ekonomi peramal mengatakan bahwa pasar untuk baterai canggih yang dapat tenaga listrik, hybrid-listrik dan plug-in muncul kendaraan listrik hibrida akan menjadi miliaran dolar. Berdasarkan penampilan mereka di elektronik dan alat-alat listrik, baterai lithium-ion memiliki potensi untuk menjadi jauh lebih unggul untuk nikel-metal hidrida tetapi isu-isu beberapa teknologi harus ditangani sebelum mereka diterapkan untuk kendaraan.

Marca Doeff, seorang ahli kimia dengan Lab Bahan Berkeley Ilmu Divisi, disajikan berbicara berjudul "Advanced Li-ion baterai katoda bahan untuk teknologi kendaraan." Dia terfokus pada katoda sebagai salah satu komponen yang paling mahal di baterai lithium-ion.

"Juga," Doeff berkata, "katoda adalah penentu kepadatan energi dalam sel karena kapasitas biasanya jauh lebih rendah daripada anoda grafit, dengan yang harus disesuaikan."

Doeff dan rekan-rekannya yang bereksperimen dengan berbagai pendekatan untuk menurunkan biaya dan meningkatkan kinerja katoda lithium-ion. Studi mereka termasuk substitusi sebagian konstituen kobalt mahal dengan aluminium, titanium atau besi dalam transisi logam campuran berlapis oksida sekarang digunakan dalam baterai.

Sejauh ini mereka telah menemukan bahwa substitusi lima persen dari kobalt dengan aluminium meningkatkan kinerja katoda dan stabilitas siklus. Pergantian dengan sejumlah kecil dari titanium juga menyebabkan pembentukan bahan elektroda kapasitas tinggi dan tinggi tingkat positif, sedangkan substitusi dengan besi menyebabkan kapasitas katoda lebih rendah dan tingkat kemampuan miskin.

"Pekerjaan kami menunjukkan bahwa perubahan kinerja elektrokimia dari katoda sangat tergantung pada sifat dari atom menggantikan dan dampaknya terhadap struktur kristal," kata Doeff.

Efisiensi Sel Surya Tinggi dan Nano Delights lainnya

Pada pesta kelulusan yang sama hari ini, muda Ben Braddock mungkin juga telah diberitahu untuk berpikir peramal meramalkan masa depan ekonomi lebih melimpah untuk bahan nano, khususnya dalam energi surya dan bidang elektronik "Nano.". "Bahan elektronik Nanoscale: Tantangan dan peluang," adalah judul sebuah pembicaraan oleh Ali Javey, seorang ilmuwan fakultas di Divisi Ilmu Material Berkeley Lab. Dalam ceramahnya Javey dijelaskan teknik untuk array rekayasa pilar nano untuk berbagai aplikasi, termasuk biaya rendah, sel surya sangat efisien, dan kulit buatan yang menyediakan kaki palsu dengan rasa sentuhan.

"Teknik kami menyediakan perakitan skala besar dari array yang sangat teratur dan teratur komponen nanowire pada substrat yang fleksibel melalui proses pencetakan kontak sederhana," kata Javey. "Kemampuan untuk antarmuka sensor nanowire dengan elektronik terpadu pada skala besar dan dengan keseragaman yang tinggi menyajikan kemajuan penting terhadap integrasi Nanomaterials untuk aplikasi sensor."

Teknologi ini sedang diterapkan untuk aplikasi elektronik portabel dan dpt dipakai antarmuka manusia, termasuk kulit buatan. Idenya adalah bahwa dengan integrasi prosthetics maju ke otak untuk kontrol yang lebih baik sendi, penambahan kulit elektronik dengan sensor nanowire bisa memungkinkan pasien untuk mendapatkan kembali rasa sentuhan. Kulit juga dapat digunakan dalam robotika, yang mengatur berapa banyak tekanan robot berlaku untuk obyek.

"Kami fleksibel mekanis, sensor kulit buatan memberikan ketahanan mekanik yang mengesankan dan sifat listrik," kata Javey.

Selain itu, dengan memanfaatkan sensor nanowire optik aktif, Javey dan rekan-rekannya telah mampu menghasilkan sangat teratur, satu-kristal nanopillar array semikonduktor pada substrat alumunium yang kemudian dikonfigurasi sebagai modul sel surya.

"Melalui eksperimen dan pemodelan, kami telah menunjukkan bahwa kita dapat mengkonfigurasi modul surya pada kedua substrat kaku dan fleksibel dengan koleksi operator meningkatkan efisiensi dan broadband penyerapan foto yang timbul dari konfigurasi geometris dari nanopillars," kata Javey. "Ini adalah sangat menjanjikan untuk menurunkan biaya sel surya yang efisien."

Hidrogen dari Sinar matahari Via Qdot-Seeded Nanorods

Satu kata nasihat yang lulusan mungkin tidak diberikan pada partai "hidrogen." Sementara para ahli sepakat hidrogen yang bisa perintah peran kunci di masa depan teknologi energi terbarukan,, relatif murah berarti efisien dan karbon-netral menghasilkan itu harus pertama kali dikembangkan. Produksi fotokatalitik hidrogen dari air menggunakan energi matahari memenuhi semua kriteria yang diperlukan tetapi masih ada banyak bahan-kendala yang terkait dengan meluasnya penggunaan pendekatan ini. Berkeley Lab Direktur Paulus Alivisatos, seorang ahli kimia dan otoritas terkemuka di nanoteknologi untuk energi dibahas satu ide untuk mengatasi beberapa kendala dalam ceramahnya berjudul "fotokatalitik produksi hidrogen dengan merdu nanorod heterostruktur."

Dalam pembicaraan ini, Alivisatos menggambarkan nanosystem model di mana kuantum dot benih selenide kadmium, hidrogen katalis menghasilkan, tertanam di dalam nanorod sulfida kadmium berujung platinum.

"Dalam struktur seperti itu, lubang tiga-dimensi terbatas pada selenide kadmium, sedangkan elektron terdelokalisasi ditransfer ke ujung logam," kata Alivisatos. "Akibatnya, elektron terpisah dari lubang lebih dari tiga komponen yang berbeda dan dengan panjang fisik merdu."

Ujung Unggulan logam nanorod memfasilitasi efisien tahan lama pemisahan muatan pembawa dan meminimalkan kembali reaksi intermediet. Dengan tuning panjang heterostructure nanorod dan ukuran benih, Alivisatos dan kelompoknya dapat secara signifikan meningkatkan produksi hidrogen dibandingkan dengan batang diunggulkan.

"Kami menemukan kami multi-komponen nanoheterostructures menjadi sangat aktif untuk produksi hidrogen, dengan hasil kuantum tampak dari 20-percemt pada 450 nanometer," kata Alivisatos. "Sistem kami yang aktif di bawah iluminasi cahaya oranye dan menunjukkan stabilitas meningkat dibandingkan dengan nanorods kadmium sulfida tanpa biji."

Last Update: 9. October 2011 09:24

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