إن ثورة تخزين الطاقة تتم على نطاق النانو، والمواد الكمومية هي الأساس.
تُدفع أنظمة تخزين الطاقة الحديثة - أيونات الليثيوم، وأيونات الصوديوم، والمكثفات الفائقة، وبطاريات الحالة الصلبة - نحو توفير طاقة أعلى، ومعدلات شحن أسرع، وعمر افتراضي أطول.
تواجه مواد الأقطاب الكهربائية التقليدية قيودًا:
نقل أبطأ للأيونات والإلكترونات: تتميز المواد السائبة بمسارات انتشار طويلة، مما يحد من سرعة الشحن/التفريغ.
تلاشي السعة بمرور الوقت: تُقلل حدود الحبيبات، والعيوب، وتكسر الجسيمات من السعة القابلة للاستخدام على مدار دورات متكررة.
عدم الاستقرار الحراري والميكانيكي: غالبًا ما تتدهور المواد التقليدية تحت التشغيل عالي السرعة أو درجات الحرارة المرتفعة.
قيود كثافة الطاقة: تُقلل مساحة السطح المحدودة من عدد المواقع النشطة لتخزين الأيونات.
النتيجة: تُكافح الأجهزة لتلبية متطلبات الأداء، وطول العمر، والموثوقية التي تتطلبها التطبيقات الحديثة، من المركبات الكهربائية إلى التخزين على نطاق الشبكة.
صُممت المواد النانوية الكمومية على نطاق يحدد فيه التركيب الذري الأداء مباشرةً. ومن خلال التحكم في الأبعاد ومساحة السطح والبلورة، تتغلب هذه المواد على قيود الأقطاب الكهربائية التقليدية.
الأبعاد الحرجة (<1-8 نانومتر)
مسارات أيونية وإلكترونية أقصر ← شحن/تفريغ فائق السرعة.
تُحسّن حركية التفاعل المُحسّنة كثافة الطاقة دون المساس بعمر الدورة.
مساحة سطحية قصوى
مواقع أكثر نشاطًا لكل وحدة حجم ← سعة تخزين طاقة أعلى.
يُسرّع امتصاص/إزالة الأيونات ونقل الإلكترونات لضمان استجابة سريعة.
هياكل خالية من حدود الحبيبات
رقائق وأنابيب نانوية وجسيمات نانوية خالية من العيوب تقاوم التدهور على مدار آلاف الدورات.
يحافظ على سلامة الأقطاب الكهربائية تحت الضغط الميكانيكي أو الدورات عالية السرعة.
التوصيل الاتجاهي (مواد أحادية وثنائية الأبعاد)
توفر الأنابيب النانوية والرقائق فائقة الرقة نقلًا موجهًا للإلكترونات ← أداءً فعالًا وعالي الطاقة.
يُقلل من فقدان الطاقة وتوليد الحرارة وانخفاض الأداء أثناء التشغيل بتيار عالٍ.
تتمتع أنظمة تخزين الطاقة التي تستخدم المواد النانوية الكمومية بمزايا عملية وقابلة للقياس:
شحن أسرع: مثالي للسيارات الكهربائية، وموازنة الشبكة، والإلكترونيات عالية الطاقة.
كثافة طاقة أعلى: يُعزز استخدام المواد الفعالة إلى أقصى حد ضمن نفس الحجم.
متانة فائقة: يحافظ على الأداء لآلاف الدورات، مما يُقلل من تكاليف الصيانة والضمان.
استقرار حراري: يعمل بأمان وكفاءة في درجات حرارة مرتفعة أو في ظروف قاسية.
الخلاصة: المواد النانوية الكمومية ليست مجرد ميزة إضافية، بل هي ضرورية للأجهزة التي تحتاج إلى تجاوز حدود الأداء التقليدية.
الفرصة
يمكن لمصنعي المعدات الأصلية والمهندسين الذين يدمجون المواد النانوية الكمومية في الأقطاب الكهربائية تحقيق ما يلي:
تمييز منتجاتهم من حيث السرعة والسعة وطول العمر.
تقليل وقت التوقف عن العمل والتدهور وتكاليف الاستبدال.
تمكين تطبيقات الجيل التالي، من بطاريات السيارات الكهربائية فائقة السرعة إلى تخزين الطاقة عالي السعة.
متانة استثنائية: تحافظ هياكلها الخالية من العيوب على أدائها لآلاف الدورات.
وزن أقل: تسمح المواد النانوية بأقطاب كهربائية أخف وزنًا، مما يُحسّن كفاءة النظام.
شحن/تفريغ سريع: تُمكّن الرقائق والأنابيب النانوية فائقة الدقة من نقل الأيونات والإلكترونات بسرعة.
النتيجة: أجهزة تخزين طاقة أصغر حجمًا وأخف وزنًا وأطول عمرًا وأسرع، مما يمنح مُصنّعي المعدات الأصلية ميزة تنافسية واضحة.
تقدم NANOARC مجموعة من المواد النانوية الكمومية المصممة للأداء والمتانة وكفاءة النظام:
أكسيد الزنك ثنائي الأبعاد (<1 نانومتر)
زيادة مساحة السطح إلى أقصى حد لنقل الأيونات/الإلكترونات بسرعة ودورة مستقرة.
الجرعة المقترحة: 0.5-3% وزنًا.
الاستخدامات: المكثفات الفائقة، أنودات أيونات الليثيوم/الصوديوم.
ماغنيتين ثنائي الأبعاد - FexOy (<1 نانومتر)
صفائح عالية التوصيل خالية من العيوب، تضمن ثباتًا استثنائيًا للدورة وشحنًا/تفريغًا سريعًا.
الجرعة المقترحة: 0.3-2% وزنًا.
الاستخدامات: بطاريات ليثيوم/صوديوم-أيون عالية السرعة، والمكثفات الفائقة.
أكسيد القصدير 0D - SnO₂ (~1.4 نانومتر)
خالي من حدود الحبوب لسعة فائقة ودورة طويلة الأمد
الجرعة المقترحة: ١-٥٪ وزنًا
الاستخدامات: الأنودات عالية السعة، وخلايا البطاريات سريعة الشحن
1D SILICENE CARBIDE NANOTUBES (<3 nm)
التوصيل الاتجاهي والمرونة الميكانيكية تُمكّنان من الشحن والتفريغ فائق السرعة.
الجرعة المُقترحة: 0.2-1% وزنًا.
الاستخدامات: البطاريات عالية السرعة، وأجهزة تخزين الطاقة المرنة.
أكسيد الزنك 0D - ZnO (5 نانومتر)
مساحة سطح عالية وثبات قوي يدعمان حركية سريعة.
الجرعة المقترحة: 1-4% وزنًا.
التطبيقات: أنودات أيونات الليثيوم/أيونات الصوديوم، وأنظمة تخزين الطاقة الهجينة.
0D SILICENE CARBIDE (~8 nm)
يوفر الاحتجاز الكمي استقرارًا في درجات الحرارة العالية وعمرًا افتراضيًا طويلًا.
الجرعة المقترحة: 0.5-2% وزنًا.
الاستخدامات: بطاريات الحالة الصلبة، وتخزين الطاقة في درجات حرارة عالية.
قطاعات التطبيق
المركبات الكهربائية: أقطاب كهربائية أخف وزنًا وأعلى طاقة لشحن أسرع ومدى أطول.
التخزين على نطاق الشبكة: حلول عالية السعة ومتينة لدمج مصادر الطاقة المتجددة وتقليل فترات الذروة.
الإلكترونيات الاستهلاكية: خلايا مدمجة وعالية الأداء ذات دورة حياة أطول.
المكثفات الفائقة: شحن/تفريغ فائق السرعة لأنظمة استعادة الطاقة والأجهزة الهجينة.
البطاريات المتطورة: أنظمة الحالة الصلبة، وبطاريات أيونات الصوديوم، وبطاريات أيونات الليثيوم التي تتطلب استقرارًا حراريًا وموثوقية.
الطيران: تخزين طاقة عالي الأداء وخفيف الوزن للأقمار الصناعية، والطائرات بدون طيار، وتطبيقات الطيران حيث يكون الوزن والموثوقية وكثافة الطاقة العالية أمرًا بالغ الأهمية.
يمكن الدفع مباشرةً عبر موقعنا الإلكتروني عن طريق التحويل البنكي، أو بطاقات الائتمان، أو العملات المشفرة، أو إصدار فاتورة للتحويل البنكي.
كلما زادت مساحة سطح الجسيمات النانوية (BET)، زادت فعالية المادة النانوية وانخفضت الجرعة المطلوبة.
**يمكن تغيير الجرعات حسب الاستخدام والحاجة الوظيفية.
تُباع المنتجات حصريًا على موقعنا الإلكتروني.
نموذج الاشتراك: احصل على أسعار خاصة وشحن مجاني مع اشتراكات الشراء المسبق
ربع سنوي ( 5 % ) | نصف سنوي (10%) | سنويا ( 15 %)
التطبيقات :مادة القطب الكهربائي ذات المكثفات الفائقة بكثافة طاقة تبلغ ~ 877 Ah g−1
مادة أنود نانوية لبطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن، بسعة (نظرية) عالية تبلغ ~ 1320 - 2830 مللي أمبير في الساعة g−1، وهي أعلى من تلك الموجودة في أكاسيد المعادن الانتقالية الأخرى مثل CoO (715 مللي أمبير في الساعة g−1)، NiO (718 مللي أمبير في الساعة g−1) و CuO (674 مللي أمبير g−1).
يتم تشتيته في إلكتروليتات قائمة على أكسيد البولي إيثيلين (PEO)، ويحسن التوصيلية الأيونية للتطبيقات في بطاريات الليثيوم أيون والصوديوم أيون.
في بطاريات الليثيوم أيون التي تستخدم إلكتروليتات مثل LiPF6، يمكن أن ينتج عن التحلل حمض الهيدروفلوريك الضار الذي يهاجم الكاثود. تساعد المساحة السطحية الفائقة لأكسيد الزنك على العمل كمزيل للحمض الهيدروفلوريك، حيث يتفاعل مع الحمض ويحيده لتحسين الاستقرار العام للبطارية وعمرها التشغيلي.
الهندسة النانوية: صفائح رقيقة ذريًا (أقل من 1 نانومتر)
الأبعاد: سمك <1 نانومتر، يصل إلى 2 مم عرض جانبي
فجوة النطاق: ~ 3.5 فولت
مساحة السطح (BET) : 63520 م2/كجم
اللون: مسحوق أبيض
مقاومة الحرارة: حتى 1975 درجة مئوية (3587 درجة فهرنهايت)
الكمية | السعر
25 جرامًا (0.88 أوقية) | 16,200 درهم
250 جرامًا (8.81 أوقية) | 154,000 درهم
1 كجم (2.2 رطل) | 610,000 درهم
أسعار الطلب بالجملة: من 1 طن | اتصل على trade@nanoarc.org
التطبيقات :مادة القطب الكهربائي ذات المكثفات الفائقة بكثافة طاقة تبلغ ~ 650 Ah g−1
مادة أنود نانوية لبطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن، بسعة (نظرية) عالية تبلغ ~ 978 - 2096 مللي أمبير في الساعة g−1، وهي أعلى من قدرة أكاسيد المعادن الانتقالية الأخرى مثل CoO (715 مللي أمبير في الساعة g−1)، NiO (718 مللي أمبير في الساعة g−1) و CuO (674 مللي أمبير g−1).
يتم تشتيته في إلكتروليتات قائمة على أكسيد البولي إيثيلين (PEO)، ويحسن التوصيلية الأيونية للتطبيقات في بطاريات الليثيوم أيون والصوديوم أيون.
في بطاريات أيون الليثيوم التي تستخدم إلكتروليتات مثل LiPF6، قد يُنتج التحلل حمض الهيدروفلوريك (HF) الضار، والذي يُهاجم الكاثود. تُستخدم مساحة السطح العالية لأكسيد الزنك 0D المُصمم ذريًا كمزيل لحمض الهيدروفلوريك، حيث يتفاعل مع الحمض ويُعادله لتحسين استقرار البطارية بشكل عام وعمرها الافتراضي.
العمارة النانوية: ~ 5 نانومتر جسيمات نانوية كروية
مساحة السطح (BET) : 41530 م²/كجم
فجوة النطاق: ~ 3.5 فولت
اللون: مسحوق نانو أبيض
مقاومة الحرارة: حتى 1975 درجة مئوية (3587 درجة فهرنهايت)
الكمية | السعر
25 جرامًا (0.88 أوقية) | 14,500 درهم
250 جرامًا (8.81 أوقية) | 139,000 درهم
1 كجم (2.2 رطل) | 545,200 درهم
أسعار الطلب بالجملة: من 1 طن | اتصل على trade@nanoarc.org
التطبيقات: عند أبعاد 1.4 نانومتر (14 Å)، فإن SnOx عبارة عن مادة كمية، عند تقاطع تكنولوجيا مقياس النانو والأنجستروم (Å). من منظور، يبلغ عرض ذرة الهيدروجين حوالي 1.1 Å (0.11 نانومتر).
إنه يعمل مع كل من بطاريات أيون الصوديوم (SIBs) وبطاريات أيون الليثيوم (LIBs) في أنظمة تخزين الطاقة، ويكتسب شهرة بسبب قدراته النظرية العالية (LIB = 1494 مللي أمبير ساعة غرام -1 وSIB = 1378 مللي أمبير ساعة غرام -1).
لمقاومة التشوه والتفتت، يجب أن تكون الجسيمات النانوية قادرة على منع تكوين حدود الحبيبات. في SnOx، يعني هذا الجسيمات النانوية أقل من 7 نانومتر، حيث تبدأ حدود الحبيبات الثانوية في الظهور عند أحجام الجسيمات النانوية الأكبر.
بنصف قطر إكسيتون بور يبلغ حوالي 2.7 نانومتر، فإن هذه الجسيمات الكمية بقطر حوالي 1.4 نانومتر، تقع ضمن نطاق الاحتجاز الكمي والوظائف المتزايدة لأكسيد القصدير وقطب كهربائي قوي ومتين ميكانيكيًا مع مقاومة أعلى للتفتيت.
بنية النانو: ~ 1.4 نانومتر من الجسيمات النانوية الكروية
مساحة السطح (BET): 1,486,388 سم²/جم
فجوة النطاق: 2.5 - 3.7 إلكترون فولت
اللون: أبيض كريمي/مسحوق نانوي أبيض
مقاومة الحرارة: حتى 1630 درجة مئوية (2970 درجة فهرنهايت)
الكمية | السعر
25 جرامًا (0.88 أوقية) | 25,000 درهم
250 جرامًا (8.81 أوقية) | 238,000 درهم
1 كجم (2.2 رطل) | 947,000 درهم
أسعار الطلب بالجملة: من 1 طن | اتصل على trade@nanoarc.org
اللون: مسحوق نانوي أبيض
الثابت العازل: ٤١
نصف قطر إكسيتون بور: ٨٫٢ نانومتر
مقاومة الحرارة: حتى ١٥١٢ درجة مئوية (٢٧٥٤ درجة فهرنهايت)
التطبيقات: مادة أنود بطارية متطورة لبطاريات الليثيوم وأيونات الصوديوم، توفر سعة عكسية فائقة، مع احتفاظ عالٍ بالسعة حتى عند معدلات تيار عالية، وقدرة جيدة على التسارع، وثبات ممتاز للدورة، مقارنةً بـ Nb2O5. كما أنها تُتيح ثباتًا دوريًا جيدًا، ما يعني قدرتها على تحمل دورات شحن وتفريغ متكررة دون فقدان كبير للسعة.
في بطاريات أيونات الليثيوم، تتميز هذه المادة بسعة نظرية عالية (حوالي ٢٠٢ مللي أمبير/ساعة، جم-١) وقدرتها على تسهيل عملية التداخل السريع بين أيونات الليثيوم. وتتيح سرعات شحن تبلغ ٢٢٥ مللي أمبير/ساعة، جم-١، عند ٢٠٠ مللي أمبير/ساعة، عبر أكثر من ٤٠٠ دورة، بكفاءة كولومبية تبلغ ٩٩.٩٣٪.
باعتبارها مادة طلاء، وخاصةً على مواد الأنود القائمة على السيليكون، تُعالج هذه المادة مشاكل التمدد الحجمي من خلال المساعدة في تحسين الاستقرار الهيكلي وسعته. وهي مفيدة في التطبيقات التي تتطلب إنتاج طاقة عاليًا وعمرًا افتراضيًا طويلًا.
الكمية | السعر
25 جرامًا (0.88 أوقية) | 37,000 درهم
250 جرامًا (8.81 أوقية) | 369,000 درهم
1 كجم (2.2 رطل) | 1,475,000 درهم
أسعار الطلب بالجملة: من 1 طن | اتصل على trade@nanoarc.org
الهندسة النانوية: صفائح/رقائق رقيقة ذريًا (سمكها أقل من 1 نانومتر)
مساحة السطح (BET): 495500 سم²/جم
اللون: أسود/بني مسود
مقاومة الحرارة: حتى 1597 درجة مئوية (2907 درجة فهرنهايت)
التطبيقات :
مادة ثنائية الأبعاد ذات مساحة سطحية عالية يتم تطبيقها كمواد أنود في خلايا أيون الليثيوم. إنه يوفر أداءً كهروكيميائيًا متميزًا مع سعة تخزين عالية من الليثيوم، وقابلية التدوير، وقدرة ممتازة عالية السرعة. على وجه الخصوص، فإنه يوفر تحملًا جيدًا للشحن والتفريغ عند كثافات تيار عالية.
الكمية | السعر
25 جرامًا (0.88 أوقية) | 17,350 درهمًا إماراتيًا
250 جرامًا (8.81 أوقية) | 168,500 درهم إماراتي
1 كجم (2.2 رطل) | 669,000 درهم إماراتي
أسعار الطلب بالجملة: من 1 طن | اتصل على trade@nanoarc.org
العمارة النانوية: النانوسفير
الأبعاد: ~ 8 نانومتر (0.008 ميكرومتر).
فجوة الطاقة : ~ 1.8 فولت
اللون: أسود مزرق/أزرق منتصف الليل
مقاومة الحرارة: حتى 2830 درجة مئوية (5130 درجة فهرنهايت)
التطبيقات :مادة الأنود تمكن من تقصير أطوال النقل ومقاومة التدهور.
الكمية | سعر
50 جرامًا (1.76 أوقية) | 90,000 درهم إماراتي
500 جرام (17.63 أوقية) | 700,000 درهم إماراتي
1 كيلوجرام (2.2 رطل) | 1,350,000 درهم إماراتي
الطلبات السائبة: 1 طن | الاتصال trade@nanoarc.org
العمارة النانوية: الأنابيب النانوية
الأبعاد: قطر أقل من 3 نانومتر، وطول يصل إلى 10 ميكرومتر
فجوة الطاقة : ~ 2.1 - 3.0 فولت
اللون: مسحوق نانو رمادي أبيض
مقاومة الحرارة: حتى 2830 درجة مئوية (5130 درجة فهرنهايت)
التطبيقات :مادة الأنود تمكن من تقصير أطوال النقل ومقاومة التدهور. في بطاريات أيون الليثيوم، يمكن تخزين أيونات الليثيوم على السطح الخارجي بالإضافة إلى المواقع الخلالية بين الأنابيب النانوية SixC وعلى الأجزاء الداخلية للأنابيب النانوية.
الكمية | سعر
50 جرامًا (1.76 أوقية) | 100,000 درهم إماراتي
500 جرام (17.63 أوقية) | 950,000 درهم إماراتي
1 كيلوجرام (2.2 رطل) | 1,800,000 درهم إماراتي
الطلبات السائبة: 1 طن | الاتصال trade@nanoarc.org