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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

伯克利實驗室的研究存在於醫藥,能源,環境和更多的

Published on August 31, 2010 at 8:47 PM

伯克利實驗室的科學家發表在美國化學學會的2010年秋季全國民族團結進步表彰大會在波士頓年8月22日至26日,2010的近100個演講。

在著名的1967年電影“畢業生”,本傑明布拉多克,在一個派對,慶祝他的新學位現場開放,為他日後的意見的一個字:“塑料”是年輕的本傑明接受他的意見,今天這個詞可能以及已:“電池。”

經濟預測說,先進的電池電力,混合動力電動和新興的插件混合動力電動汽車將是價值數十億美元的市場。根據他們的表現在電子產品和電動工具,鋰離子電池有可能要遠遠優於鎳氫電池,但必須解決的幾個技術問題之前,它們應用於汽車。

馬卡 Doeff,與伯克利實驗室材料科學部的化學家,提出標題為“高級鋰離子電池汽車技術的陰極材料。”她在陰極上集中在鋰離子電池最昂貴的組件之一講座。

“此外,”Doeff說,“陰極是在細胞中的能量密度的決定因素,因為容量通常比石墨陽極,它必須匹配低得多。”

Doeff和她的同事們正在嘗試各種方法降低成本和提高鋰離子電池陰極的性能。他們的研究包括部分替代昂貴的鈷,鋁,鈦或分層混合過渡金屬氧化物電池現在使用的鐵組成。

到目前為止,他們已經發現,與鋁鈷的替代5%提高陰極性能和循環穩定性。與少量的鈦換人也導致形成一個高容量,高速率的正極材料,用鐵的替代,而導致降低陰極的能力和傳輸能力差。

“我們的工作表明,在陰極的電化學性能的變化取決於代原子的性質和其晶體結構的影響,高度Doeff說。”

高效率太陽能電池和其他納米趣

今天在同畢業晚會上,年輕的本布拉多克也可能已被告知,認為“納米”。經濟預測預見更豐盛的未來,特別是在太陽能和電子領域,納米材料。 “納米電子材料:機遇和挑戰,”阿里Javey,在伯克利實驗室材料科學部教師的科學家談“稱號。 Javey在講話中闡述了廣泛的應用,包括低成本,高效太陽能電池,並提供假肢與觸覺的人造皮膚,納米支柱工程陣列技術。

“我們的技術提供大型陣列高度有序和定期大會上通過一個簡單的接觸印刷過程的柔性襯底上的納米線組件的,”Javey說。 “走向集成傳感器應用納米材料納米線傳感器接口與大尺度上與高均勻的集成電子的能力提出一個重要的進步。”

這項技術被應用於便攜式電子和可穿戴式人機界面的應用,包括人造皮膚。我們的想法是,整合到大腦更好地控制關節的先進假肢,除了與納米線傳感器的電子皮膚可以使患者重新獲得他們的觸覺。皮膚也可能被用來在機器人,機器人適用於一個對象的壓力有多大執政。

“我們的機械靈活,人工皮膚傳感器提供了令人印象深刻的機械強度和電氣性能,”Javey說。

此外,利用光學活性的納米線傳感器,Javey和他的同事們已能生產高度定期,單晶奈米柱陣列半導體鋁,然後配置太陽能電池組件的基板上。

“通過實驗和建模,我們已經證明,我們可以配置這些增強的載流子收集效率和寬帶光吸收的奈米柱的幾何配置所產生的剛性和柔性基板太陽能電池組件,”Javey說。 “這是一種非常有前途的高效太陽能電池的成本降低。”

氫從太陽光通過Qdot種子

建議畢業生可能不會一直在黨的一個字是“氫”,雖然專家們同意,氫可以命令在未來的可再生能源技術的關鍵作用,相對便宜,生產效率和碳中性意味著它必須首先要發展。從利用太陽能的水氫的催化生產符合所有必要的標準,但仍然​​有許多材料相關的障礙,這種方法的廣泛使用。伯克利實驗室主任保羅 Alivisatos,化學家和納米技術在能源的權威討論了一個名為他的談話中克服這些障礙的一些想法“與可調諧棒異質光催化產氫。”

在這次談話中,Alivisatos描述內鉑金尖的硫化鎘納米棒嵌入硒化鎘量子點的種子,產生氫的催化劑,是一個模型的納米系統。

“Alivisatos說,”在這樣的結構,孔三個維度局限於硒化鎘,而離域電子轉移到金屬尖。 “因此,電子是從三種不同的組件和一個可調的物理長度孔分開。”

種子棒金屬尖端有助於高效持久的電荷載體分離,最大限度地減少反應的中間體。通過調整棒的異質結構長度和種子大小,Alivisatos和他的小組能夠顯著提高產氫相比,非種子選手棒。

“我們發現我們多組分 nanoheterostructures高活性氫的生產與 20 - percemt一個明顯的量子產率在450納米,”Alivisatos說。 “我們的系統是活躍的橙光照明下,表現出改善的穩定相比,無籽硫化鎘納米棒。”

Last Update: 12. October 2011 17:33

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