GRENZEN ÜBERSCHREITEN

Moderne Energiespeichersysteme – Lithium-Ionen-, Natrium-Ionen-, Superkondensatoren und Festkörperbatterien – müssen immer höhere Leistungen, schnellere Ladezeiten und längere Lebensdauern bieten. 

Herkömmliche Elektrodenmaterialien stoßen dabei an Grenzen:

Langsamerer Ionen- und Elektronentransport: Bulk-Materialien haben lange Diffusionswege, was die Lade-/Entladegeschwindigkeit begrenzt.

Kapazitätsverlust im Laufe der Zeit: Korngrenzen, Defekte und Partikelfrakturen verringern die nutzbare Kapazität bei wiederholten Zyklen.

Thermische und mechanische Instabilität: Herkömmliche Materialien verschlechtern sich häufig bei hoher Betriebsgeschwindigkeit oder erhöhten Temperaturen.

Einschränkungen der Energiedichte: Die begrenzte Oberfläche verringert die Anzahl der aktiven Stellen für die Ionenspeicherung.

ERGEBNIS: Die Geräte haben Schwierigkeiten, die von modernen Anwendungen, von Elektrofahrzeugen bis hin zu netzgebundenen Speichern, geforderte Leistung, Langlebigkeit und Zuverlässigkeit zu erfüllen.

DER QUANTENVORTEIL

Quantennanomaterialien werden auf einer Skala hergestellt, auf der die atomare Struktur die Leistung direkt bestimmt. Durch die Kontrolle von Dimension, Oberfläche und Kristallinität überwinden diese Materialien die Einschränkungen herkömmlicher Elektroden:

KRITISCHE ABMESSUNGEN (<1–8 nm)

• Kürzere Ionen- und Elektronenwege → ultraschnelles Laden/Entladen.

• Verbesserte Reaktionskinetik steigert die Leistungsdichte ohne Einbußen bei der Zyklenlebensdauer.

MAXIMIERTE OBERFLÄCHE

• Mehr aktive Zentren pro Volumeneinheit → höhere Energiespeicherkapazität. 

• Beschleunigt Ionen Adsorption/-desorption und Elektronentransfer für eine schnelle Reaktion.

KORNGRENZE FREIE STRUKTUREN

• Fehlerfreie Flocken, Nanoröhren und Nanopartikel widerstehen dem Abbau über Tausende von Zyklen.

• Die Elektrodenintegrität bleibt auch unter mechanischer Belastung oder bei hohen Lade-/Entladeraten erhalten.

RICHTUNGSKONDUCTIVITÄT (1D- UND 2D-MATERIALIEN)

• Nanoröhren und ultradünne Schichten ermöglichen einen gezielten Elektronentransport und somit eine effiziente, leistungsstarke Leistung.

• Sie reduzieren Energieverluste, Wärmeentwicklung und Leistungsabfall im Hochstrombetrieb.

Die hochentwickelten Nanomaterialien von NANOARC werden auf Quantenebene entwickelt, um in Energiespeichersystemen eine unübertroffene Leistung zu erzielen. Durch die präzise Kontrolle von Dimension, Struktur und Oberfläche bieten unsere Materialien:

HOHE ENERGIEDICHTE: Maximale Speicherkapazität ohne Erhöhung von Volumen oder Gewicht.

AUSSERGEWÖHNLICHE HALTBARKEIT: Korngrenzenfreie und fehlerfreie Strukturen gewährleisten eine gleichbleibende Leistung über Tausende von Ladezyklen.

REDUZIERTES GEWICHT: Nanomaterialien ermöglichen leichtere Elektroden und optimieren so die Systemeffizienz.

SCHNELLES LADEN/ENTLADEN: Ultrafeine Flocken und Nanoröhren ermöglichen einen schnellen Ionen- und Elektronentransport.

ERGEBNIS: Kleinere, leichtere, langlebigere und schnellere Energiespeicher – ein klarer Wettbewerbsvorteil für OEMs.

ANWENDUNGSBEREICHE

ELEKTROMOBILITÄT (EVs): Leichtere Elektroden mit höherer Energiedichte für schnelleres Laden und größere Reichweite.

NETZWEITIGE SPEICHERUNG: Hochleistungsfähige, langlebige Lösungen für die Integration erneuerbarer Energien und die Spitzenlastabdeckung.

VERBRAUCHERELEKTRONIK: Kompakte, leistungsstarke Zellen mit verlängerter Lebensdauer.

SUPERKONDENSATOREN: Ultraschnelles Laden/Entladen für Energierückgewinnungssysteme und Hybridgeräte.

FORTSCHRITTLICHE BATTERIEN: Festkörper-, Na-Ionen- und Li-Ionen-Systeme, die thermische Stabilität und Zuverlässigkeit erfordern.

LUFT- UND RAUMFAHRT: Leistungsstarke, leichte Energiespeicher für Satelliten, UAVs und Luftfahrtanwendungen, bei denen Gewicht, Zuverlässigkeit und hohe Energiedichte entscheidend sind.

LEISTUNGSPROFIL

Extrem hohe theoretische Kapazität, ultradünne Architektur, große aktive Oberfläche, verbesserte Ionenzugänglichkeit

• Ultrahohe Anodenkapazität: 1320–2830 mAh g⁻¹, deutlich mehr als herkömmliche Übergangsmetalloxide wie CoO, NiO und CuO

• Hohe Superkondensatorleistung: ~877 Ah g⁻¹ für schnelle Energiebereitstellung und Hochleistungsbetrieb

• Verbesserung der Elektrolytstabilität: Eine hohe Oberflächenreaktivität ermöglicht eine effektive HF-Abfangung in LiPF₆-Systemen und verbessert so die Haltbarkeit und Zyklenlebensdauer der Zellen

• 2D-Strukturintegrität: Atomar präzise Architektur unterstützt stabile Zyklen über Tausende von Lade-/Entladezyklen

ANWENDUNGEN

• Anoden von Lithium-Ionen-Batterien

• Superkondensator Elektroden

NANO-ENTWICKELT FÜR FORTSCHRITTLICHE ENERGIESYSTEME

Schneller aufladen. Länger halten. Mehr leisten. 

Zinkeneoxid ist ein zweidimensionales Nanomaterial mit atomarer Struktur, das durch extreme Oberflächenkontrolle und schnellen Ladungstransport die Grenzen der elektrochemischen Energiespeicherung erweitern soll.

Zinkeneoxid ermöglicht Energiespeichersysteme, die leichter, schneller und langlebiger sind und damit Elektrofahrzeuge der nächsten Generation, Netzspeicher sowie leistungsstarke elektronische Systeme unterstützen.

Sicherheitsdatenblatt (SDB) hier ansehen

WICHTIGSTE MERKMALE

Hohe theoretische Kapazität, ultradünne Architektur, große aktive Oberfläche, verbesserte Ionen Zugänglichkeit

• Maximale Oberflächenreaktivität: Ultrakleine Abmessungen sorgen für außergewöhnliche Grenzflächenaktivität für elektrochemische Systeme

• Saubere Schnittstellen: Ligandenfreie Oberflächen sorgen für ungehinderten Ladungstransfer und verbesserte Materialkompatibilität

• Kontrolliertes nanoskaliges Verhalten: Die einheitliche ~5-nm-Architektur unterstützt die vorhersehbare Leistung von Verbundelektroden

• Hohes Dispergierpotenzial: Die nanoskalige Geometrie ermöglicht die Integration in fortschrittliche Elektrodenformulierungen

ANWENDUNGEN

• Lithium-Ionen-Batterieelektroden (Additiv-/Aktivmaterial)

• Superkondensatorsysteme

• Zusammengesetzte Energiespeicher Architekturen

• Fortschrittliche funktionelle Nanokomposite

ENTWICKELT FÜR DIE LEISTUNGSKONTROLLE AUF MATERIALEBENE

Pur. Präzise. Bereit für Höchstleistungen.

0D-Zinkoxid besteht aus ultrakleinen, ligandenfreien ZnO-Nanopartikeln, die für hohe Reaktivität und kontrollierte oberflächengesteuerte elektrochemische Leistung entwickelt wurden.

0D-Zinkoxid liefert einen reinen Baustein mit großer Oberfläche für Energiespeichermaterialien der nächsten Generation, bei denen Schnittstellentechnik und Einheitlichkeit im Nanomaßstab von entscheidender Bedeutung sind.

Sicherheitsdatenblatt (SDB) hier ansehen

ATOMICALLY - ARCHITECTURED 0D TIN OXIDE (SnOx)

NANOARCHITEKTUR: ~ 14 Ångström (1,4 nm) kugelförmige Partikel

OBERFLÄCHE (BET): 1.486.388 cm²/g

OBERFLÄCHENCHEMIE: Ligandenfreie Nanostruktur mit sauberer Oberfläche

BANDLÜCKE: 2,5 - 3,7 eV

FARBE: Cremeweiß / Weißes Nanopulver

Hitzebeständigkeit: Bis zu 1630 °C (2970 °F)

HAUPTAUFGABE: Anodenzusatz mit hoher Kapazität

OPTIMALE EINSATZBEREICHE: Hochenergetische Lithium-Ionen-Batterien, Elektrofahrzeuge, Luftfahrt, Drohnen

ÜBERBLICK: Quanteneinschluss ist eine wissenschaftlich definierte Eigenschaft und kein Marketingjargon. Sie wird durch Partikelgröße und Kristallstruktur bestimmt und sorgt für vorhersehbare, messbare Leistungsverbesserungen in Energiespeichersystemen.

Unsere 1,4 nm großen, ligandenfreien, quantenbeschränkten SnOₓ-Nanopartikel wurden für leistungsstarke Energiespeichergeräte entwickelt, darunter Lithium-Ionen-Batterien, Natrium-Ionen-Batterien und Superkondensatoren.

ANWENDUNGEN

• Anodenmaterial für LIBs und SIBs 

• Pseudo Kapazitive Elektrode für Superkondensatoren und Hybridgeräte

VORTEILE:

Höhere reversible Kapazität, schnelles Laden/Entladen, große Oberfläche, verbesserte Lithium Zugänglichkeit

• Bessere Verteilung in der Elektrode

• Schnellerer Ionentransport und verringerter Elektroden Widerstand

• Maximale Nutzung quantenbegrenzter Oberflächen

WARUM UNSER SYSTEM EINZIGARTIG IST:

• HALTBARKEIT: Korngrenzenfrei für extrem hohe Kapazität und lange Lebensdauer

• Quanteneinschluss: Bei ~1,4 nm, deutlich unterhalb des Exzitonen-Bohr-Radius (~2–3 nm), sind Elektronen und Löcher in allen drei Dimensionen eingeschlossen. Dies erzeugt diskrete Energieniveaus, erweitert die Bandlücke um 0,3–0,5 eV und erhöht die Elektronenmobilität. Das Ergebnis ist eine schnellere Ionendiffusion, eine höhere spezifische Kapazität und eine verbesserte Zyklenstabilität im Vergleich zu herkömmlichen SnOx-Nanopartikeln.

• LIGANDFREIE OBERFLÄCHEN: Da alle Oberflächenatome freigelegt sind, sorgen diese Nanopartikel für maximale elektrochemische Aktivität und direkten Kontakt mit leitfähigem Kohlenstoff und Elektrolyt. Dies gewährleistet einen effizienten Elektronentransfer, eine starke Ionenwechselwirkung und eine reproduzierbare Leistung.

• ULTRAGROSSE OBERFLÄCHE (~1.486.388 cm²/g): Ermöglicht geringere Elektrodenbelastungen bei gleichzeitig überlegener Leistung. Ca. 40 % weniger Materialbedarf für Elektroden, wodurch das Gesamtgewicht der Batterie um etwa 5 % reduziert wird.

INTEGRATIONSPROZESS

• Dispergieren Sie Nanopartikel mit Kohlenstoff und Bindemittel in Lösungsmittel, um eine gleichmäßige Aufschlämmung zu erzeugen

• Auf den Stromkollektor auftragen (Cu für Anoden, Al oder Kohlenstoffgewebe für Superkondensatoren)

• Unter kontrollierten Bedingungen trocknen und verdichten, um Porosität und mechanische Stabilität zu optimieren

• Mit Separator und Elektrolyt zusammenbauen, um das Gerät zu vervollständigen

LEISTUNGSVORTEILE

• Bis zu 40 % höhere reversible Kapazität als herkömmliche SnO₂-Nanopartikel

• 2–3-mal schnellere Lade-/Entladeraten aufgrund nanoskaliger Elektronen- und Ionenpfade

• Verbesserte Zyklenstabilität durch quantenbeschränkte Struktur

• Vollständig freiliegende Oberflächenatome für maximale elektrochemische Aktivität

ATOMICALLY - ARCHITECTURED NIOBIUM OXIDE (NbxOy) 

FARBE: Weißes Nanopulver

DIELEKTRISCHE KONSTANTE: 41

BOHR-EXCITON-RADIUS: 8,2 nm

Hitzebeständigkeit: Bis zu 1512 °C (2754 °F)

HAUPTAUFGABE: Schnelllade-Anodenmaterial/Schutz Additiv 

OPTIMALE EINSATZBEREICHE: Schnellladung Lithium-Ionen-Batterien, Hybridsysteme, Verteidigungsstromsysteme

Hochleistungsoxid für schnell aufladbare, langlebige Energiesysteme

Atomar strukturiertes Nioboxid ist ein weißes Nanopulver, das für fortschrittliche elektrochemische Systeme entwickelt wurde, die einen schnellen Ionentransport, strukturelle Stabilität und eine anhaltende Hochgeschwindigkeitsleistung erfordern.

ELEKTROCHEMISCHE LEISTUNG

Schnelle Ionen Interkalation, hervorragende Coulomb-Effizienz, lange Zyklenlebensdauer, Schutz der Silizium Anode

• Hohe theoretische Kapazität: ~202 mAh g⁻¹ (Li-Ionen-Systeme)

• Schnelle Ioneninterkalation: Unterstützt den schnellen Lithium-Ionen-Transport für Hochleistungsbetrieb

• Hochgeschwindigkeitsfähigkeit: Erreicht ~225 mAh g⁻¹ bei 200 mA g⁻¹ über mehr als 400 Zyklen

• Außergewöhnlicher Wirkungsgrad: Coulomb-Wirkungsgrad von 99,93 %

• Zyklenstabilität: Behält die Kapazität über längere Lade-/Entladezyklen bei minimaler Verschlechterung bei

• Starke Reversibilität: Hohe Reversibilität sowohl in Lithium- als auch in Natriumionensystemen

FUNKTIONELLE VORTEILE

• Schnellladearchitektur: Ermöglicht eine schnelle Lithium- und Natriumioneninterkalation bei minimaler struktureller Belastung

• Stabilität bei langen Zyklen: Widersteht einem Kapazitätsverlust bei wiederholten Hochfrequenzzyklen

• Siliziumanodenschutz: Effektives Beschichtungsmaterial, das die Volumenausdehnung von Silizium abschwächt und die strukturelle Integrität verbessert

• Hochleistungsleistung: Unterstützt eine nachhaltige Leistung unter anspruchsvollen Lastbedingungen

ANWENDUNGEN

• Anoden von Lithium-Ionen-Batterien

• Anoden für Natriumionenbatterien

• Anodenbeschichtungen auf Siliziumbasis

• Elektrochemische Energiespeichersysteme mit hoher Leistung

ENTWICKELT FÜR ANSPRUCHSVOLLE ENERGIESYSTEME

Nioboxid (NbxOy) bietet eine seltene Kombination aus schneller Kinetik, hoher Effizienz und thermischer Robustheit und ist damit ideal für Batterien der nächsten Generation, die sowohl eine schnelle Aufladung als auch eine lange Lebensdauer erfordern.

ELEKTROCHEMISCHE LEISTUNG

Sehr große Oberfläche, schneller Ionentransport, hohe Zyklenstabilität, hohe Leistungsabgabe

• Hohe Lithiumspeicherkapazität: Unterstützt eine überlegene Energiedichte in Batterieanoden

• Außergewöhnliche Ratenfähigkeit: Behält die Leistung auch bei hohen Lade-/Entladeströmen bei

• Zyklische Stabilität: Robuste Struktur sorgt für langfristige Kapazitätserhaltung

• Hohe Stromtoleranz: Bietet zuverlässigen Betrieb unter anspruchsvollen Lastbedingungen

ANWENDUNGEN

• Anoden von Lithium-Ionen-Batterien

• Hocheffiziente elektrochemische Energiespeichersysteme

NANO-ENTWICKELT FÜR HOCHLEISTUNGS-ENERGIESPEICHERUNG

Ultradünn. Ultrastark. Ultra-leistungsfähig.

Magneten ist ein zweidimensionales, atomar hergestelltes Magnetitmaterial, das für Lithium-Ionen-Batterien der nächsten Generation entwickelt wurde. Seine ultradünnen Folien und die extreme Oberfläche sorgen für hohe Kapazität, schnelles Aufladen und lang anhaltende Leistung.

Magneten kombiniert atomar dünne Architektur, extreme Oberfläche und robuste elektrochemische Stabilität, um Lithium-Ionen-Zellen zu ermöglichen, die schneller aufladen, eine höhere Kapazität haben und länger halten.

Sicherheitsdatenblatt (SDB) hier ansehen 

ELEKTROCHEMISCHE LEISTUNG

Kurze Ionen Diffusionswege, ausgezeichnete thermische Stabilität, schnelles Laden/Entladen, strukturelle Haltbarkeit

• Kurze Transportwege: Ultrakleine Nanokugeln verkürzen die Diffusionswege der Ionen und ermöglichen so ein schnelleres Laden und Entladen

• Verbesserte strukturelle Stabilität: Beständig gegen Degradation auch nach wiederholten Ladezyklen

• Spannungssteuerung: Präzises Spannungsprofil, das durch die Lithiumadsorption an den Nanokugeln gesteuert wird

• Hohe Temperaturbeständigkeit: Zuverlässiger Betrieb unter extremen thermischen Bedingungen

ANWENDUNGEN

• Anoden von Lithium-Ionen-Batterien

• Leistungsstarke Energiespeicher mit hoher Geschwindigkeit

• Fortschrittliche elektrochemische Systeme, die abstimmbare elektronische Eigenschaften erfordern

NANO-ENTWICKELT FÜR BATTERIEN DER NÄCHSTEN GENERATION

Präzision. Leistung. Haltbarkeit.
Atomar strukturiertes 0D-Silicencarbid wird als ultrakleine Nanokügelchen entwickelt, um einen schnellen Ionentransport, strukturelle Widerstandsfähigkeit und einstellbare elektronische Eigenschaften für fortschrittliche Energiespeicheranwendungen zu gewährleisten.

0D-Silicenkarbid sorgt für eine schnellere Kinetik, überlegene Zyklenstabilität und einstellbare Energieeigenschaften und ermöglicht so leichtere, langlebigere und schneller aufladbare Elektroden, die für modernste Elektrofahrzeuge, Netzspeicher und Hochleistungselektronik geeignet sind.

ELEKTROCHEMISCHE LEISTUNG

Mehrere Lithium-Speicherplätze, strukturelle Robustheit, hohe thermische Stabilität, effizienter Ionentransport

• Kurze Ionentransportwege: Die 1D-Architektur ermöglicht ultraschnelles Laden/Entladen

• Mehrere Lithium-Speicherorte: Ionen werden auf Außenflächen, Zwischengitterplätzen und im Inneren von Nanoröhren gespeichert

• Spannungssteuerung: Definiertes Spannungsprofil basierend auf der Lithiumadsorptionskonzentration

• Hohe strukturelle Stabilität: Beständig gegen Abbau über wiederholte Zyklen hinweg und gewährleistet so eine langfristige Kapazitätserhaltung

• Zuverlässigkeit bei hohen Temperaturen: Hält die Leistung auch unter extremen thermischen Bedingungen aufrecht

ANWENDUNGEN

• Anoden von Lithium-Ionen-Batterien

• Hochleistungs-Energiespeicher

• Fortschrittliche Elektroden, die abstimmbare elektronische Eigenschaften erfordern

NANO-ENTWICKELT FÜR BATTERIEN DER NÄCHSTEN GENERATION

Schnell. Langlebig. Anpassbar.

Das atomar strukturierte 1D-Silicencarbid bildet ultrafeine Nanoröhren, die für schnellen Ionentransport, außergewöhnliche strukturelle Belastbarkeit und anpassbare elektronische Eigenschaften ausgelegt sind – ideal für fortschrittliche Lithium-Ionen-Batterien und Hochleistungs-Energiespeicher.

1D-Silicencarbid vereint ultraschnelle Kinetik, einstellbare Bandlücken und außergewöhnliche Langlebigkeit und ermöglicht so Elektroden, die leichter, schneller aufladbar und langlebiger sind – perfekt für Elektrofahrzeuge, netzgebundene Speichersysteme und Hochleistungselektronik.