מהפכת אגירת האנרגיה היא בקנה מידה ננומטרי, וחומרים קוונטיים הם הבסיס.
מערכות אחסון אנרגיה מודרניות - ליתיום-יון, נתרן-יון, סופר-קבלים וסוללות מצב מוצק - נדחפות לספק הספק גבוה יותר, קצבי טעינה מהירים יותר וחיי מחזור ארוכים יותר.
חומרי אלקטרודה מסורתיים מתמודדים עם מגבלות:
הולכת יונים ואלקטרונים איטית יותר: לחומרים בתפזורת יש נתיבי דיפוזיה ארוכים, מה שמגביל את מהירות הטעינה/פריקה.
דעיכת קיבולת לאורך זמן: גבולות גרגירים, פגמים ושברי חלקיקים מפחיתים את הקיבולת השימושית במחזורים חוזרים ונשנים.
אי יציבות תרמית ומכנית: חומרים קונבנציונליים מתכלים לעיתים קרובות בפעולה בקצב גבוה או בטמפרטורות גבוהות.
אילוצי צפיפות אנרגיה: שטח פנים מוגבל מפחית את מספר האתרים הפעילים לאחסון יונים.
תוצאה: התקנים מתקשים לעמוד בביצועים, באורך החיים ובאמינות הנדרשים על ידי יישומים מודרניים, החל מרכבים חשמליים ועד אחסון בקנה מידה רשת.
ננו-חומרים קוונטיים מתוכננים בקנה מידה שבו מבנה האטום מכתיב ישירות את הביצועים. על ידי שליטה במימד, שטח פנים וקריסטליות, חומרים אלה מתגברים על המגבלות של אלקטרודות מסורתיות:
מימדים קריטיים (<1–8 ננומטר)
מסלולי יונים ואלקטרונים קצרים יותר → טעינה/פריקה מהירים במיוחד.
קינטיקה משופרת של תגובה משפרת את צפיפות ההספק מבלי להתפשר על חיי המחזור.
שטח פנים מקסימלי
אתרים פעילים יותר ליחידת נפח → קיבולת אחסון אנרגיה גבוהה יותר.
מאיץ ספיחה/פיזור יונים והעברת אלקטרונים לתגובה מהירה.
מבנים ללא גבולות גרגירים
פתיתים, ננו-צינוריות וננו-חלקיקים ללא פגמים עומדים בפני פירוק במשך אלפי מחזורים.
שומרים על שלמות האלקטרודה תחת לחץ מכני או מחזורים בקצב גבוה.
מוליכות כיוונית (חומרים חד-ממדיים ודו-ממדיים)
ננו-צינוריות ופתיתים דקים במיוחד מספקים הובלת אלקטרונים מודרכת → ביצועים יעילים והספק גבוהים.
מפחית אובדן אנרגיה, יצירת חום וירידת ביצועים במהלך פעולה בזרם גבוה.
מערכות אחסון אנרגיה המשלבות ננו-חומרים קוונטיים משיגות יתרונות מדידים בעולם האמיתי:
טעינה מהירה יותר: אידיאלית לרכבים חשמליים, איזון רשת ואלקטרוניקה בעלת הספק גבוה.
צפיפות אנרגיה גבוהה יותר: ממקסמת את ניצול החומר הפעיל באותו נפח.
עמידות מעולה: שומרת על ביצועים לאורך אלפי מחזורים, ומפחיתה את עלויות התחזוקה והאחריות.
יציבות תרמית: פועלת בצורה בטוחה ויעילה בטמפרטורות גבוהות או בתנאים תובעניים.
בשורה התחתונה: ננו-חומרים קוונטיים אינם רק "נחמד שיש" - הם חיוניים למכשירים שצריכים לעלות על הגבולות הקונבנציונליים.
יצרני ציוד מקורי (OEM) ומהנדסים המשלבים ננו-חומרים קוונטיים באלקטרודות יכולים:
לבדל את מוצריהם במהירות, קיבולת ואורך חיים.
להפחית את זמן ההשבתה, הבלאי ועלויות ההחלפה.
לאפשר יישומים מהדור הבא, החל מסוללות רכב חשמליות עם טעינה מהירה במיוחד ועד לאחסון ברשת בעלת קיבולת גבוהה.
למה NANOARC?
ננו-חומרים מתקדמים של NANOARC מתוכננים בקנה מידה קוונטי כדי לספק ביצועים שאין שני להם במערכות אחסון אנרגיה. על ידי שליטה קפדנית בממדים, מבנה ושטח פנים, החומרים שלנו מספקים:
צפיפות אנרגיה גבוהה: מקסום קיבולת האחסון מבלי להגדיל את הנפח או המשקל.
עמידות יוצאת דופן: מבנים ללא גבולות גרגירים וללא פגמים שומרים על ביצועים לאורך אלפי מחזורים.
משקל מופחת: ננו-חומרים מאפשרים אלקטרודות קלות יותר, וממטבים את היעילות ברמת המערכת.
טעינה/פריקה מהירה: פתיתים וננו-צינוריות עדינות במיוחד מאפשרות הובלה מהירה של יונים ואלקטרונים.
תוצאה: התקני אחסון אנרגיה קטנים יותר, קלים יותר, עמידים יותר ומהירים יותר - המעניקים ליצרני ציוד מקורי (OEM) יתרון תחרותי ברור.
מגזרי יישומים
כלי רכב חשמליים (EVs): אלקטרודות קלות יותר ובעלות אנרגיה גבוהה יותר לטעינה מהירה יותר וטווח ארוך יותר.
אחסון בקנה מידה רשת: פתרונות עמידים בעלי קיבולת גבוהה לשילוב אנרגיה מתחדשת וגילוח שיא.
אלקטרוניקה צריכה: תאים קומפקטיים בעלי ביצועים גבוהים עם מחזור חיים ארוך יותר.
סופר-קבלים: טעינה/פריקה מהירה במיוחד עבור מערכות השבת אנרגיה ומכשירים היברידיים.
סוללות מתקדמות: מערכות מצב מוצק, יון נתרן ויון ליתיום הדורשות יציבות תרמית ואמינות.
חלל: אחסון אנרגיה בעל ביצועים גבוהים וקלת משקל עבור לוויינים, כטב"מים ויישומי תעופה שבהם משקל, אמינות וצפיפות אנרגיה גבוהה הם קריטיים.
ניתן לבצע תשלומים ישירות דרך אתר האינטרנט שלנו באמצעות העברה בנקאית, כרטיס אשראי, מטבע קריפטוגרפי, הנפקת חשבונית עבור העברה בנקאית.
ככל ששטח הפנים הספציפי (BET) של הננו-חלקיקים גבוה יותר, כך החומר הננו יעיל יותר והמינון הנדרש נמוך יותר.
**ניתן לשנות את המינונים בהתאם ליישום המיועד ולצורך הפונקציונלי.
המוצרים נמכרים באופן בלעדי באתר האינטרנט שלנו.
מודל מנוי: קבל הנחות ומשלוח חינם על רכישות מוקדמות במוצרים נבחרים מתחת לנפחי הזמנות בכמות גדולה
רבעוני ( 5 % ) | דו-שנתי ( 10%) | מדי שנה ( 15%)
אנו שולחים לכל העולם
יישומים: חומר אלקטרודת קבל-על עם צפיפות אנרגיה של ~ 877 Ah g−1
ננו-חומר אנודה לסוללות ליתיום יון נטענות, עם קיבולת גבוהה (תיאורטית) של ~ 1320 - 2830 mAh g−1, הגבוהה מזו של תחמוצות מתכות מעבר אחרות כגון CoO (715 mAh g−1), NiO (718 mAh) g−1) ו- CuO (674 mAh g−1).
מפוזר באלקטרוליטים מבוססי פוליאתילן אוקסיד (PEO), הוא משפר את המוליכות היונית עבור יישומים בסוללות ליתיום-יון ונתרן-יון.
בסוללות ליתיום-יון המשתמשות באלקטרוליטים כמו LiPF6, פירוק יכול לייצר HF מזיק, אשר תוקף את הקתודה. שטח הפנים הגבוה במיוחד של תחמוצת זינקן מסייע לפעול כנוגד HF, מגיב עם החומצה ומנטרל אותה כדי לשפר את יציבות הסוללה הכוללת ואת חיי המחזור.
ננוארכיטקטורה: יריעות אטומיות דקות (< 1nm)
מימדים: < 1 ננומטר עובי, עד 2 אום רוחב לרוחב
פער להקה: ~ 3.5 eV
שטח פני השטח (BET): 63520 מ"ר/ק"ג
צבע: אבקה לבנה
עמידות בחום: עד 1975°C (3587°F)
כמות | מחיר
25 גרם (0.88 אונקיות) | ₪14,100
250 גרם (8.81 אונקיות) | ₪139,000
1 ק"ג (2.2 פאונד) | 539,000 ₪
הזמנות בתפזורת: 1 טון | צור קשר עם trade@nanoarc.org
יישומים: חומר אלקטרודת קבל-על עם צפיפות אנרגיה של ~ 650 Ah g−1
ננו-חומר אנודה לסוללות ליתיום יון נטענות, עם קיבולת גבוהה (תיאורטית) של ~ 978 - 2096 mAh g−1, הגבוהה מזו של תחמוצות מתכות מעבר אחרות כגון CoO (715 mAh g−1), NiO (718 mAh) g−1) ו- CuO (674 mAh g−1).
מפוזר באלקטרוליטים מבוססי פוליאתילן אוקסיד (PEO), הוא משפר את המוליכות היונית עבור יישומים בסוללות ליתיום-יון ונתרן-יון.
בסוללות ליתיום-יון המשתמשות באלקטרוליטים כמו LiPF6, פירוק יכול לייצר HF מזיק, אשר תוקף את הקתודה. שטח הפנים הגבוה של תחמוצת אבץ 0D בעלת הארכיטקטורה האטומית משמש כנוזל HF, מגיב עם החומצה ומנטרל אותה כדי לשפר את יציבות הסוללה הכוללת ואת חיי מחזור החיים.
ננו-ארכיטקטורה: ננו-חלקיקים כדוריים של ~5 ננומטר
שטח פני השטח (הימור): 41530 מ"ר/ק"ג
פער להקה: ~ 3.5 eV
צבע: אבקת ננו לבנה
עמידות בחום: עד 1975°C (3587°F)
כמות | מחיר
25 גרם (0.88 אונקיות) | ₪12,515
250 גרם (8.81 אונקיות) | ₪120,350
1 ק"ג (2.2 פאונד) | ₪476,500
הזמנות בתפזורת: 1 טון | צור קשר עם trade@nanoarc.org
ננו-ארכיטקטורה: חלקיקים כדוריים בגודל ~ 14 אנגסטרום (1.4 ננומטר)
שטח פנים (BET): 1,486,388 סמ"ר/גרם
פער פס: 2.5 - 3.7 eV
צבע: אבקת ננו לבן-קרם / לבן
עמידות בחום: עד 1630 מעלות צלזיוס (2970 מעלות פרנהייט)
סקירה כללית: כליאה קוונטית היא תכונה מוגדרת מדעית, לא ז'רגון שיווקי. היא נקבעת על ידי גודל החלקיקים ומבנה הגביש, ומספקת שיפורי ביצועים צפויים ומדידים במערכות אחסון אנרגיה.
חלקיקי הננו SnOₓ שלנו, המכילים כליאה קוונטית, ללא ליגנד בגודל 1.4 ננומטר, מתוכננים עבור התקני אחסון אנרגיה בעלי ביצועים גבוהים, כולל סוללות ליתיום-יון, סוללות נתרן-יון וסופר-קבלים.
מדוע המערכת שלנו ייחודית:
עמידות: ללא גבולות גרגירים לקיבולת גבוהה במיוחד ומחזוריות לאורך זמן
כליאה קוונטית: בסביבות 1.4 ננומטר, הרבה מתחת לרדיוס בוהר של אקסיטון (בערך 2-3 ננומטר), אלקטרונים וחורים מוגבלים בכל שלושת הממדים. זה יוצר רמות אנרגיה נפרדות, מרחיב את פער הפסים ב-0.3-0.5 eV ומשפר את ניידות האלקטרונים. התוצאה היא דיפוזיה מהירה יותר של יונים, קיבולת ספציפית גבוהה יותר ויציבות מחזורית משופרת בהשוואה לננו-חלקיקי SnOx קונבנציונליים.
משטחים ללא ליגנדים: כאשר כל אטומי המשטח חשופים, ננו-חלקיקים אלה מספקים פעילות אלקטרוכימית מקסימלית ומגע ישיר עם פחמן מוליך ואלקטרוליט. זה מבטיח העברת אלקטרונים יעילה, אינטראקציה חזקה בין יונים וביצועים ניתנים לשחזור.
שטח פנים גבוה במיוחד (בערך 1,486,388 סמ"ר/גרם): מאפשר עומסי אלקטרודה נמוכים יותר תוך מתן ביצועים מעולים. כ-40% פחות חומר נדרש באלקטרודות, מה שמפחית את משקל הסוללה הכולל בכ-5%.
יישומים
חומר אנודה עבור LIBs ו-SIBs
אלקטרודה פסאודוקופאצ'יטיבית עבור סופר-קבלים והתקנים היברידיים
שימוש מומלץ
דרוש פחות חומר כדי להגיע לאותה פעילות אלקטרוכימית.
אנודות LIB/SIB: 20–40% משקלי SnOₓ
אלקטרודות סופר-קבלים: 5–15% משקלי SnOₓ
יתרונות:
פיזור טוב יותר באלקטרודה
הובלת יונים מהירה יותר והתנגדות אלקטרודה מופחתת
ניצול מקסימלי של משטחים מוגבלים קוונטית
תהליך אינטגרציה
פיזור חלקיקים ננומטריים עם פחמן וחומר מקשר בממס ליצירת תרחיף אחיד
ציפוי על קולט זרם (Cu לאנודות, Al או בד פחמן לסופר-קבלים)
ייבוש בתנאים מבוקרים ודחיסה כדי לייעל את הנקבוביות והיציבות המכנית
הרכבה עם מפריד ואלקטרוליט להשלמת המכשיר
יתרונות ביצועים
קיבולת הפיכה גבוהה עד 40% בהשוואה לננו-חלקיקי SnO₂ קונבנציונליים
קצבי טעינה/פריקה מהירים פי 2–3 הודות למסלולי אלקטרונים ויונים בקנה מידה ננומטרי
יציבות מחזורית משופרת ממבנה מוגבל קוונטית
אטומי פני שטח חשופים במלואם לפעילות אלקטרוכימית מקסימלית
כמות | מחיר
25 גרם (0.88 אונקיות) | ₪24,050
250 גרם (8.81 אונקיות) | ₪239,000
1 ק"ג (2.2 פאונד) | ₪919,000
הזמנות בתפזורת: 1 טון | צור קשר עם trade@nanoarc.org
ננוארכיטקטורה: יריעות/פתיתים דקים מבחינה אטומית (עובי < 1 ננומטר)
שטח פני השטח (הימור): 495500 cm²/g
צבע: ננופודר שחור/שחור-חום
עמידות בחום: עד 1597 מעלות צלזיוס (2907 מעלות פרנהייט)
ישומים: חומר 2d בעל שטח פנים גבוה המיושם כחומר אנודה בתאי ליתיום יון. הוא מספק ביצועים אלקטרוכימיים יוצאי דופן עם קיבולת אחסון ליתיום גבוהה, יכולת מחזוריות וקיבולת קצב גבוהה מעולה. בפרט, הוא מספק סובלנות טובה כלפי טעינה ופריקה בצפיפות זרם גבוהה.
כמות | מחיר
25 גרם (0.88 אונקיות) | ₪16,850
250 גרם (8.81 אונקיות) | ₪167,000
1 ק"ג (2.2 פאונד) | ₪650,000
הזמנות בתפזורת: 1 טון | צור קשר עם trade@nanoarc.org
צבע: ננו-אבקה לבנה
קבוע דיאלקטרי: 41
רדיוס אקסיטון בוהר: 8.2 ננומטר
עמידות בחום: עד 1512 מעלות צלזיוס (2754 מעלות פרנהייט)
יישומים: חומר אנודה מתקדם לסוללות ליתיום ונתרן-יון כאחד, המציע קיבולת הפיכה מעולה, ומדגים שימור קיבולת גבוה גם בקצבי זרם גבוהים, יכולת קצב טובה ויציבות מחזורית מעולה, בהשוואה ל-Nb2O5 בתפזורת. הוא מאפשר יציבות מחזורית טובה, כלומר הוא יכול לעמוד במחזורי טעינה-פריקה חוזרים ונשנים ללא אובדן קיבולת משמעותי.
בסוללות ליתיום-יון יש לה קיבולת תיאורטית גבוהה (כ-202 מיליאמפר/שעה g−1) ויכולת לאפשר אינטרקלציה מהירה של ליתיום-יון. היא מאפשרת מהירויות טעינה של 225 מיליאמפר/שעה g−1 ב-200 מיליאמפר g−1 על פני יותר מ-400 מחזורים, ביעילות קולומבית של 99.93%.
כחומר ציפוי, במיוחד על חומרי אנודה מבוססי סיליקון, הוא מטפל בבעיות התפשטות נפח על ידי סיוע בשיפור היציבות המבנית והקיבולת. הוא שימושי ביישומים הדורשים תפוקת הספק גבוהה ואורך חיים ארוך.
כמות | מחיר
25 גרם (0.88 אונקיות) | ₪33,800
250 גרם (8.81 אונקיות) | ₪337,000
1 ק"ג (2.2 פאונד) | ₪1,347,000
הזמנות בתפזורת: 1 טון | צור קשר עם trade@nanoarc.org
ננוארכיטקטורה: ננוספרות
מימדים: קוטר של ~8 ננומטר (0.008 אום).
פער אנרגטי: ~ 1.8 eV
צבע: כחלחל-שחור/כחול חצות ננופודר
עמידות בחום: עד 2830°C (5130°F)
יישומים: חומר אנודה המאפשר אורכי הובלה מקוצרים ועמידות בפני השפלה.
כמות | מחיר
50 גרם (1.76 אונקיות) | ₪87,000
500 גרם (17.6 אונקיות) | ₪595,000
1 ק"ג (2.2 פאונד) | ₪1,185,000
הזמנות בתפזורת: 1 טון | צור קשר עם trade@nanoarc.org
ננו-ארכיטקטורה: ננו-צינורות
מימדים: < 3 ננומטר קוטר, עד 10 מיקרומטר אורך
פער אנרגטי: ~ 2.1 - 3.0 eV
צבע: אבקת ננו אפורה לבנבנה
עמידות בחום: עד 2830°C (5130°F)
יישומים: חומר אנודה המאפשר אורכי הובלה מקוצרים ועמידות בפני השפלה. בסוללות ליתיום-יון, ניתן לאחסן ליתיום-יוני על פני השטח החיצוניים וכן באתרי הביניים בין ננו-ה-SixC ובפנים הננו-צינוריות.
כמות | מחיר
50 גרם (1.76 אונקיות) | ₪97,000
500 גרם (17.6 אונקיות) | ₪725,000
1 ק"ג (2.2 פאונד) | ₪1,400,000
הזמנות בתפזורת: 1 טון | צור קשר עם trade@nanoarc.org