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

Berkeley Lab mananaliksik Kasalukuyan Sa Medicine, Energy, Ang Kapaligiran At Maraming

Published on August 31, 2010 at 8:47 PM

Berkeley Lab siyentipiko ay inihatid ng mga halos 100 mga presentasyon sa Amerikano kimikal Kapisanan sa Fall 2010 pambansang pagpupulong sa Boston, Agosto 22-26 , 2010.

Ang pagbubukas pinangyarihan ng sikat 1967 pelikula Ang Graduate, Benjamin Braddock, sa isang party upang ipagdiwang ang kanyang bagong degree, ay bibigyan ng isang salita ng payo para sa kanyang hinaharap: "Plastic." Matagumpay batang Benjamin na ang pagtanggap na payo ngayon salita ay maaaring rin ay: "baterya."

Economic forecasters sabihin na ang merkado para sa mga advanced na baterya na maaaring kapangyarihan electric, hybrid-electric at ang umuusbong na plug-in mestiso electric sasakyan ay pagpunta sa karapat-dapat na mga bilyun-bilyong dolyar. Batay sa kanilang mga palabas sa mga electronic at mga gamit ng kapangyarihan, ang lithium-Ion baterya ay may potensyal na nakalalamang ngayon sa nikelado-metal haydrayd baterya ngunit maraming teknolohiko mga isyu ay dapat na direksiyon bago sila ay inilapat sa sasakyan.

Marca Doeff, isang botika sa Berkeley Lab Materyales Sciences Division, ipinapahayag ng isang talk na may pamagat na "Advanced Li-Ion baterya katod materyales para sa mga teknolohiya ng sasakyan." Niya ay nakatutok sa ang katod bilang isa sa mga pinaka-mahal na bahagi sa lithium-Ion baterya.

"Gayundin," Doeff sinabi, "Ang katod ang ay ang nagtatakda ng density ng enerhiya sa cell dahil ang kapasidad ay karaniwang mas mas mababa kaysa na ng grapayt anod, na kung saan ay dapat na ito ay naitugmang."

Doeff at ang kanyang mga kasamahan ay eksperimento sa iba't-ibang mga pamamaraan para sa pagbaba sa gastos at pagpapabuti ng pagganap ng mga cathodes lithium-Ion. Kanilang mga pag-aaral kasama ang bahagyang pagpapalit ng mahal kobalt manghahalal sa aluminyo, titan o bakal sa layered halo-halong transition metal oxides na ngayon magamit sa mga baterya.

Sa ngayon sila ay natagpuan na ang isang limang porsyento pagpapalit ng kobalt sa aluminyo pagtaas katod pagganap at katatagan ng cycle. Pagpapalit sa mga maliliit na halaga ng titan din na humantong sa pagbuo ng isang mataas na kapasidad at mataas na rate positibong elektrod materyal, samantalang ang pagpapalit sa bakal na humantong sa mas mababang capacities ng katod at mga kakayahan ng mababang halaga.

"Ang aming trabaho ay nagpapakita na ang mga pagbabago sa electrochemical pagganap ng katod ay depende mataas sa likas na katangian ng ng substituting atom at ang mga epekto sa ang kristal na istraktura," Doeff sinabi.

Mataas na kahusayan Solar cell at iba pang mga Delights ng Nano

Sa parehong pagtatapos ng party ngayon, ang mga batang Ben Braddock maaari ring ay sinabi na isipin ang "Nano." Economic forecasters hulaan ng isang mas mapagbigay sa hinaharap para sa nanoscale materyales, lalo na sa solar na enerhiya at ang mga elektronika patlang. "Nanoscale electronic materyales: hamon at pagkakataon," ay ang pamagat ng isang makipag-usap sa pamamagitan ng Ali Javey, isang guro siyentipiko sa Berkeley Lab Materyales Sciences Division. Sa kanyang talk Javey inilarawan ng isang pamamaraan para sa arrays engineering ng nanoscale pillars para sa isang malawak na hanay ng mga aplikasyon, kabilang ang mga mababang gastos, mataas na mahusay mga solar cell, at artipisyal na balat na nagbibigay ng prostetik limbs sa hipo.

"Ang aming pamamaraan ay nagbibigay ng malakihan na pagtitipon ng mga mataas na iniutos at regular na mga arrays ng mga nanowire bahagi sa nababaluktot substrates sa pamamagitan ng isang simpleng proseso na makipag-ugnay sa pagpi-print," Javey sinabi. "Ang kakayahan na interface sensors nanowire sa pinagsamang mga electronics sa malaking kaliskis at na may mataas na na pagkakapareho ay nagtatanghal ng isang mahalagang paunang patungo sa integration ng nanomaterials para sa mga aplikasyon ng sensor."

Ang teknolohiya na ito ay ginagamit sa mga portable electronic at naisusuot tao application interface, kabilang ang mga artipisyal na balat. Ang ideya ay na sa pagsasama ng mga advanced na prosthetics sa ang utak para sa mas mahusay na kontrol ng sa mga joints, ang pagdagdag ng mga electronic na balat sa nanowire sensors ay maaaring paganahin ang mga pasyente upang mabawi ang kanilang hipo. Ang skin ay maaaring ring gamitin sa robotics, na namamahala sa kung magkano ang presyon robot naaangkop sa isang bagay.

"Ang aming nang wala sa loob nababaluktot, artipisyal na balat sensor ay nagbibigay ng kahanga-hanga makina bulas at elektrikal katangian," Javey sinabi.

Bilang karagdagan, sa pamamagitan ng paggamit ng sensors nanowire na optically aktibo, Javey at ang kanyang mga kasamahan ay magagawang upang makabuo ng mataas na regular, isang mala-kristal na arrays ng nanopillar ng Semiconductors sa substrates ng aluminyo na pagkatapos configure bilang mga solar cell module.

"Pamamagitan ng mga eksperimento at pagmomodelo, namin ipinapakita ang maaari naming i-configure ang mga solar module na ito sa parehong matibay at nababaluktot na substrates na may pinahusay na kahusayan carrier koleksyon at pagsipsip ng larawan ng broadband na sanhi mula sa geometriko pagsasaayos ng nanopillars," Javey sinabi. "Ito ay isang hugely promising upang mas mababa ang gastos ng mahusay solar cell."

Hydrogen mula sa Sikat ng Araw Via Qdot-Seeded Nanorods

Isang salita ng payo na nagtapos ay hindi maaaring ay ibinigay sa partido ay "hydrogen." Habang ang mga eksperto ay sumasang-ayon hydrogen na maaaring command ang isang mahalagang papel sa mga hinaharap na teknolohiya ng renewable enerhiya, ang isang relatibong murang, mabisa at carbon-neutral na mga paraan ng paggawa ng ito ay dapat na muna binuo. Ang photocatalytic produksyon ng hydrogen mula sa tubig gamit ang solar enerhiya nakakatugon sa lahat ng kinakailangang mga pamantayan ngunit may mananatiling maraming mga materyales na may kaugnayan sa obstacles sa palasak na paggamit ng mga diskarte na ito. Berkeley Lab Director Paul Alivisatos, tinalakay ng isang botika at nangungunang kapangyarihan sa Nanotechnology para sa enerhiya ng isang ideya para sa overcoming ng ilan sa mga obstacles sa kanyang talk na may pamagat na "Photocatalytic production ng hydrogen sa mahimig nanorod heterostructures."

Sa talk na ito, Alivisatos inilarawan ng isang modelo nanosystem kung saan ang isang buto ng tuldok ng kabuuan ng kadmyum selenide, hydrogen-pagbuo ng katalista, ay naka-embed sa loob ng isang platinum-tipped nanorod kadmyum sulfide.

"Sa ganitong kaayusan, butas ang tatlong-dimensionally nakakulong sa selenide kadmyum, samantalang ang mga delocalized electron ay inilipat sa tip metal," Alivisatos sinabi. "Bilang resulta, ang mga electron ay separated mula sa mga butas sa paglipas ng tatlong iba't ibang mga bahagi at sa pamamagitan ng isang mahimig pisikal na haba."

Ang metal seeded nanorod tip facilitates mahusay na pang-pangmatagalang carrier ng singil ng paghihiwalay at minimizes bumalik reaksyon ng intermediates. Sa pamamagitan ng tuning ang nanorod heterostructure haba at ang laki ng buto, Alivisatos at ang kanyang grupo ay maaaring sa makabuluhang dagdagan ang hydrogen production kumpara sa na ng unseeded rods.

"Natagpuan namin ang aming isang multi-bahagi nanoheterostructures upang maging lubhang aktibo para sa produksyon ng hydrogen, na may isang maliwanag kabuuan ng ani ng 20-percemt sa 450 nanometers," Alivisatos sinabi. "Ang aming mga sistema ay aktibo sa ilalim ng orange light iilaw at ipinapakita pinabuting katatagan kumpara sa mga walang binhi kadmyum nanorods sulfide."

Last Update: 9. October 2011 09:41

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