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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

バークレー研究所の研究者は医学、エネルギー、環境および多くで提示

Published on August 31, 2010 at 8:47 PM

バークレー研究所の科学者は、ボストンでのアメリカの化学社会の2010年秋の全国大会、8月22日から26日、2010年約100のプレゼンテーションを配信。

彼の新たな学位を祝うパーティーで有名な1967年映画科、ベンジャミンブラドック、のオープニングシーンで、彼の将来のためのアドバイスの一言が与えられます。"プラスチックを。"若いベンジャミンは、単語のかもしれない今日そのアドバイスを受信して​​いたよくなっている:"電池。"

経済予報士は、高度な電池の市場は、そのパワーの電気、ハイブリッド電気と新興プラグインハイブリッド電気自動車は、ドルの十億になるだろうことができます。と言う電子機器や電動工具での彼らのパフォーマンスに基づいて、リチウムイオン電池はニッケル水素電池よりはるかに優れている可能性を秘めているが、彼らが車に適用される前にいくつかの技術的な問題に対処する必要があります。

マルカドゥーフ、バークレー研究所材料科学部門と化学者は、"自動車技術の高度なリチウムイオン電池の正極材料。"彼女は、リチウムイオン電池の中で最も高価なコンポーネントの一つとして、カソードに焦点を当てたというタイトルの講演を発表した。

"また、"ドゥーフは言った、"容量は一般的にそれがマッチしなければならないと黒鉛陽極のそれよりもはるかに低いため、陰極は、細胞内のエネルギー密度の決定要因である。"

ドゥーフと彼女の同僚は、コストを下げ、リチウムイオンカソードの性能を向上させるために様々なアプローチで実験している。彼らの研究は現在、電池で使用されている階層の混合遷移金属酸化物、アルミニウム、チタンや鉄で高価なコバルト成分の部分的な置換が含まれています。

これまでのところ、彼らは、アルミニウムとコバルトの5%の置換は、カソードの性能とサイクル安定性を高めることを発見した。鉄との置換が低いカソードの能力と貧しい率の能力につながったのに対し、チタン、少量の置換はまた、大容量と高レートの正極材料の形成につながった。

"私たちの仕事は、カソードの電気化学的性能の変化は結晶構造上に代入する原子とその効果の性質に非常に依存していることを示し、"ドゥーフは言った。

高効率太陽電池および他のナノデライト

同じ卒業パーティー今日、若いベンブラドックでも考えるように言われている可能性があります"ナノを。"経済予報士は、特に太陽エネルギーとエレクトロニクスの分野で、ナノスケール物質のため、さらに豊かな未来を予見する。 "ナノスケールの電子材料:課題と機会は、"アリJavey、バークレー研究所材料科学部門の教員の科学者による講演のタイトルでした。彼の話でJaveyは、低コスト、高効率太陽電池、およびタッチ感のある義肢を提供する人工皮膚などの広範なアプリケーションのためのナノスケールの柱、のエンジニアリングの配列のためのテクニックを説明した。

"我々の技術は、単純な接触の印刷プロセスを介してフレキシブル基板上にナノワイヤーのコンポーネントの高度な秩序と規則的な配列の大規模なアセンブリを提供する、"Javeyは言った。 "大きなスケールでかつ高均一で統合された電子機器とのインタフェースナノワイヤーセンサーの能力は、センサアプリケーション用のナノ材料の統合に向けた重要な前進を示す。"

この技術は、人工皮膚をはじめとする携帯型電子機器やウェアラブルヒューマンインタフェースのアプリケーションに適用されています。アイデアは、関節のよりよい制御のための脳に高度な義肢の統合により、ナノワイヤーセンサーと電子皮膚の加算は、患者がタッチの感覚を取り戻すために有効かもしれないということです。皮膚は、ロボットがオブジェクトに適用されるどの程度の圧力支配する、ロボット工学でも使用される可能性があります。

"我々の機械的に柔軟性のある、人工皮膚のセンサーが印象的な機械的強度および電気的特性を提供する、"Javeyは言った。

さらに、光学活性ナノワイヤーセンサーを利用して、Javeyと彼の同僚は、その後、太陽電池モジュールとして構成されたアルミニウム基板上に半導体の高度に規則的な、単結晶ナノピラーアレイを製造することができた。

"実験とモデリングを通して、我々は我々が強化されたキャリアの収集効率とナノピラーの幾何学的構成に起因するブロードバンドの光吸収の両方剛性とフレキシブル基板上にこれらの太陽電池モジュールを構成できることを実証しました、"Javeyは言った。 "これは効率的な太陽電池のコストを下げるために非常に有望です。"

Qdot ®二シードのナノロッド経由太陽光からの水素

大学院生がパーティーで与えられていない可能性があることを助言の一つの単語である"水素"の専門家は、その水素は、将来の再生可能エネルギー技術において重要な役割を命じることができる合意が、それを生産するのは比較的、安価な効率的かつカーボンニュートラルな手段が必要最初に開発される。太陽エネルギーを使って水から水素の光触媒の製造は、すべての必要な基準を満たしているが、このアプローチの普及に多くの材料関連の障害が残っている。バークレー研究所所長ポールAlivisatos、エネルギーのためのナノテクノロジーの化学者と権威と題する彼の話で、これらの障害のいくつかを克服するためのひとつのアイディアについて議論"チューナブルナノロッドヘテロ構造を持つ光触媒水素製造を。"

本講演では、Alivisatosはセレン化カドミウムの量子ドットの種子、水素発生触媒は、白金をひっくり返された硫化カドミウムナノロッドの内部に埋め込まれているモデルのナノシステムを説明した。

"非局在電子は金属の先端に転送されるのに対し、このような構造では、正孔が三次元的に、セレン化カドミウムに限定されている、"Alivisatosは言った。 "その結果、電子は次の3つの成分上、調整可能な物理的な長さによって穴から分離されています。"

シードナノロッド金属先端は、効率的な長期的な電荷キャリアの分離を容易にし、バック中間体の反応を最小限に抑えます。チューニングによるナノロッドヘテロ構造の長さと種子の大きさ、Alivisatosはと彼のグループは大幅にシーディングされていないロッドに比べ、水素の生産を増加することができます。

"我々は多成分nanoheterostructuresが450ナノメートルで20 - percemtの見かけの量子収率、水素製造のための高活性であることが判明、"Alivisatosは言った。 "当社のシステムは、オレンジ色の光照射下で活躍していたと種なし硫化カドミウムナノロッドに比べて改善された安定性を示した。"

Last Update: 3. October 2011 22:32

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