Energia salvestamise revolutsioon toimub nanoskaalas ja kvant materjalid on selle aluseks.
Kaasaegsed energiasalvestussüsteemid – liitiumioon, naatriumioon, superkondensaatorid ja tahkisakud – püüavad pakkuda suuremat võimsust, kiiremat laadimiskiirust ja pikemat tsükli eluiga.
Traditsioonilistel elektroodimaterjalidel on piirangud:
Aeglasem ioonide ja elektronide transport: Mahtuvusmaterjalidel on pikad difusiooniteed, mis piirab laadimis-/tühjenduskiirust.
Mahutavuse vähenemine aja jooksul: Terade piirid, defektid ja osakeste purunemine vähendavad kasutatavat mahtuvust korduvate tsüklite jooksul.
Termiline ja mehaaniline ebastabiilsus: Tavapärased materjalid lagunevad sageli kiire töökiiruse või kõrgete temperatuuride korral.
Energiatiheduse piirangud: Piiratud pindala vähendab ioonide salvestamiseks mõeldud aktiivsete kohtade arvu.
TULEMUS: Seadmetel on raskusi tänapäevaste rakenduste, alates elektriautodest kuni võrgupõhise salvestamiseni, nõutava jõudluse, pikaealisuse ja töökindluse rahuldamisega.
Kvantnanomaterjale konstrueeritakse mastaabis, kus aatomi struktuur otseselt määrab jõudluse. Mõõtmete, pindala ja kristallilisuse kontrollimise abil ületavad need materjalid traditsiooniliste elektroodide piirangud:
Lühemad ioonide ja elektronide rajad → ülikiire laadimine/tühjenemine.
Täiustatud reaktsioonikineetika parandab võimsustihedust, ohverdamata tsükli eluiga.
Rohkem aktiivseid kohti mahuühiku kohta → suurem energia salvestamise võime.
Kiirendab ioonide adsorptsiooni/desorptsiooni ja elektronide ülekannet kiirema reageerimise tagamiseks.
Defektivabad helbed, nanotorud ja nanoosakesed peavad tuhandete tsüklite jooksul vastu lagunemisele.
Säilitab elektroodi terviklikkuse mehaanilise pinge või kiire tsüklilise koormuse all.
Nanotorud ja üliõhukesed helbed pakuvad suunatud elektronide transporti → tõhus ja suure võimsusega jõudlus.
Vähendab energiakadu, soojuse teket ja jõudluse langust suure voolutugevusega töötamise ajal.
Kvantnanomaterjale sisaldavad energiasalvestussüsteemid saavutavad mõõdetavaid ja reaalseid eeliseid:
KIIREM LAADIMINE: Ideaalne elektriautodele, võrgu tasakaalustamiseks ja suure võimsusega elektroonikaseadmetele.
SUUREM ENERGIATIHEDUS: Maksimeerib aktiivse materjali kasutamist sama mahu piires.
ÜLIM VASTUPIDAVUS: Säilitab jõudluse tuhandete tsüklite jooksul, vähendades hooldus- ja garantiikulusid.
TERMILINE STABIILSUS: Töötab ohutult ja tõhusalt kõrgetel temperatuuridel või nõudlikes tingimustes.
KOKKUVÕTE: Kvantnanomaterjalid pole lihtsalt „tore omada“ – need on hädavajalikud seadmete jaoks, mis peavad ületama tavapäraseid piire.
VÕIMALUS
Kvantnanomaterjale elektroodidesse integreerivad originaalseadmete tootjad (OEM-id) ja insenerid saavad:
Eristada oma tooteid kiiruse, mahutavuse ja pikaealisuse poolest.
Vähendada seisakuid, lagunemist ja asenduskulusid.
Võimaldada järgmise põlvkonna rakendusi, alates ülikiirelt laadivatest elektriautode akudest kuni suure võimsusega võrgusalvestuseni.
MIKS NANOARC?
NANOARCi täiustatud nanomaterjalid on loodud kvantskaalas, et pakkuda energiasalvestussüsteemides võrratut jõudlust. Mõõtmete, struktuuri ja pindala hoolika kontrollimise abil pakuvad meie materjalid:
KÕRGE ENERGIATIHEDUS: Maksimaalne salvestusmaht ilma mahtu või kaalu suurendamata.
ERAKORDNE VASTUPIDAVUS: Teradeta piirideta ja defektideta struktuurid säilitavad jõudluse tuhandete tsüklite jooksul.
VÄHENDATUD KAAL: Nanomaterjalid võimaldavad kergemaid elektroode, optimeerides süsteemitaseme efektiivsust.
KIIRE LAADIMINE/TÜHJENDAMINE: Ülipeened helbed ja nanotorud võimaldavad kiiret ioonide ja elektronide transporti.
TULEMUS: Energiasalvestusseadmed, mis on väiksemad, kergemad, kauem kestvad ja kiiremad – andes originaalseadmete tootjatele (OEM) selge konkurentsieelise.
PORTFELL JA MÕJU
NANOARC pakub kvant nanomaterjalide portfelli, mis on loodud jõudluse, vastupidavuse ja süsteemi tõhususe tagamiseks:
2D ZINCENE OXIDE (<1 nm)
Maksimeerib pinna pindala kiireks ioonide/elektronide transpordiks ja stabiilseks tsükliks
SOOVITATAV DOSEERIMINE: 0,5–3 massiprotsenti
RAKENDUSED: Superkondensaatorid, Li/Na-ioonanoodid
2D MAGNETEEN - FexOy (<1 nm)
Defektivabad, suure juhtivusega lehed erakordse tsükli stabiilsuse ja kiire laadimise/tühjendamise tagamiseks.
SOOVITATAV DOSEERIMINE: 0,3–2 massiprotsenti.
KASUTUSALAD: Suure kiirusega Li/Na-ioonakud, superkondensaatorid.
0D TINAOKSIID - SnO₂ (~1.4 nm)
Teravilja piirideta, tagades ülisuure võimsuse ja pikaajalise tsükli
SOOVITATAV DOSEERIMINE: 1–5 wt%
KASUTUSALAD: Suure võimsusega anoodid, kiirlaadimisega akud
1D SILIKENKARBIIDI NANOTORUD (<3 nm)
Suunatud juhtivus ja mehaaniline vastupidavus võimaldavad ülikiiret laadimist/tühjenemist
SOOVITATAV DOSEERIMINE: 0,2–1 massiprotsenti
RAKENDUSED: Suure kiirusega akud, paindlikud energiasalvestusseadmed
0D TSINKOXSIID - ZnO (5 nm)
Suur pindala ja kindel stabiilsus toetavad kiiret kineetikat
SOOVITATAV DOSEERIMINE: 1–4 massiprotsenti
RAKENDUSED: Li-ioon/Na-ioon anoodid, hübriidsed energiasalvestussüsteemid
0D SILIKENKARBIID (~8 nm)
Kvantne piiramine tagab kõrge temperatuuri stabiilsuse ja pika tsükli eluea.
SOOVITATAV DOSEERIMINE: 0,5–2 massiprotsenti.
RAKENDUSED: Tahkisakud, kõrge temperatuuriga energia salvestamine.
RAKENDUS SEKTORID
ELEKTRISÕIDUKID (EV): Kergemad ja suurema energiatarbega elektroodid kiiremaks laadimiseks ja pikemaks sõiduulatuseks.
VÕRGUSTIKUS SÄILITATUD SÄILITAMINE: Suure mahutavusega ja vastupidavad lahendused taastuvenergia integreerimiseks ja tippkoormuse vähendamiseks.
TARBEAKUELEKTROONIKA: Kompaktsed ja suure jõudlusega elemendid pikema tööeaga.
SUPERKONDENSAATORID: Ülikiire laadimine/tühjendamine energia taaskasutussüsteemidele ja hübriidseadmetele.
TÄIUSTATUD AKUD: Tahkis-, naatriumioon- ja liitiumioonakud, mis vajavad termilist stabiilsust ja töökindlust.
LENNUNDUS: Suure jõudlusega ja kerge energiasalvestus satelliitidele, mehitamata õhusõidukitele ja lennundusrakendustele, kus kaal, töökindlus ja suur energiatihedus on kriitilise tähtsusega.
Makseid saab teha otse meie veebisaidi kaudu pangaülekandega, krediitkaardiga, krüptovaluutaga või arvega.
Mida suurem on nanoosakeste spetsiifiline pindala (BET), seda tõhusam on nanomaterjal ja seda väiksem on vajalik annus
Tooteid müüakse ainult meie veebisaidil
TELLIMUSMUDEL : Saad allahindlusi ja tasuta saatmist koos ettetellimuse ostu tellimustega
KVARTALIKORD (5%) | POOLAASTASED (10%) | AASTAS (15%)
SAADAME ÜLE MAAILMA
NANOARHITEKTUUR : Aatomiliselt õhukesed lehed/helbed (paksus < 10 Å)
ERIPIND : 635200 cm²/g
KEELUTSOON : ~ 3.5 eV
VÄRV : Valge pulber
KUUMAKINDLUS : kuni 1975 °C (3587°F)
RAKENDUSED : Superkondensaatori elektroodimaterjal energiatihedusega ~ 877 Ah g-1
Anood-nanomaterjal taaslaetavate liitiumioonakude jaoks, mille kõrge (teoreetiline) mahtuvus on ~ 1320 - 2830 mAh g-1, mis on suurem kui teistel üleminekumetallide oksiididel, nagu CoO (715 mAh g-1), NiO (718 mAh g-1) ja CuO (674 mAh g-1).
Polüetüleenioksiidil (PEO) põhinevates elektrolüütides hajutatuna parandab see ioonjuhtivust liitium-ioon- ja naatrium-ioon-akudes.
LiPF6-tüüpi elektrolüüte kasutavates liitium-ioonakudes võib lagunemisel tekkida kahjulik HF, mis ründab katoodi. Tsinkoksiidi ülisuur pindala aitab toimida HF-i sidujana, reageerides happega ja neutraliseerides selle, et parandada aku üldist stabiilsust ja tsükli eluiga.
NANOARHITEKTUUR : ~ 50 Å sfäärilised osakesed
ERIPIND: 415300 cm²/g
KEELUTSOON : ~ 3.5 eV
VÄRV : Valge pulber
KUUMAKINDLUS : kuni 1975 °C (3587°F)
RAKENDUSED : Superkondensaatori elektroodimaterjal energiatihedusega ~ 650 Ah g-1
Anood-nanomaterjal taaslaetavate liitiumioonakude jaoks, mille kõrge (teoreetiline) mahtuvus on ~ 978 - 2096 mAh g-1, mis on suurem kui teistel üleminekumetallide oksiididel, nagu CoO (715 mAh g-1), NiO (718 mAh g-1) ja CuO (674 mAh g-1).
Polüetüleenioksiidil (PEO) põhinevates elektrolüütides hajutatuna parandab see ioonjuhtivust liitium-ioon- ja naatrium-ioon-akudes.
Liitiumioonakudes, mis kasutavad elektrolüüte nagu LiPF6, võib lagunemine tekitada kahjulikku HF-i, mis ründab katoodi. Aatomiliselt arhitektuurilise 0D-tsinkoksiidi suur pindala toimib HF-i püüdjana, reageerides happega ja neutraliseerides selle, et parandada aku üldist stabiilsust ja tsükli eluiga.
NANOARHITEKTUUR : ~ 14 Å sfäärilised osakesed
ERIPIND : 1.486.388 cm²/g
KEELUTSOON : 2,5 - 3,7 eV
VÄRV : KREEM-VALGE / VALGE pulber
KUUMAKINDLUS : kuni 1630 °C (2970°F)
RAKENDUSED : Mõõtmega 1,4 nm (14 Å) on see SnOx kvantmaterjal nano- ja angströmi (Å) skaala tehnoloogia ristumiskohas. Perspektiivis on vesinikuaatomi laius ~ 1,1 Å (0,11 nm).
See töötab nii naatriumioonakude (SIB) kui ka liitiumioonakude (LIB) jaoks energiasalvestussüsteemides, kogudes tuntust tänu oma suurele teoreetilisele võimsusele (LIB = 1494 mA h g−1 ja SIB = 1378 mA h g−1).
Deformatsioonile ja peenestamisele vastu seismiseks peab nanoosakestel olema võimalik keelata terade piiride teket. SnOx puhul tähendab see alla 7 nm nanoosakesi, kuna suuremate nanoosakeste suuruse korral hakkavad tekkima sekundaarsed terade piirid.
Bohri eksitoni raadiusega ~ 2,7 nm jäävad need ~ 1,4 nm läbimõõduga KVANTOSAKESED tinaoksiidi kvantpiirdevahemiku ja kõrgendatud funktsionaalsuse piiresse ning tugeva, mehaaniliselt vastupidava elektroodi, millel on suurem vastupidavus peenestamisele.
VÄRV : VALGE nanopulber
DIELEKTRILINE KONSTANT : 41
BOHRI RAADIUS : 8,2 nm
KUUMAKINDLUS : kuni 1512 °C (2754 °F)
RAKENDUSED : Täiustatud anoodimaterjal liitiumioon- ja naatriumioonakudele, mis pakub suurepärast pöördmahtuvust, säilitab mahtuvuse isegi suurte voolukiiruste korral, on väga kiire ja tsükliliselt stabiilsem võrreldes tavalise Nb2O5-ga. See pakub head tsüklilist stabiilsust, mis tähendab, et see talub korduvaid laadimis-tühjendustsükleid ilma oluliste mahtuvuskaotusteta.
Liitiumioonakudes on sellel suur teoreetiline mahtuvus (~202 mAh g-1) ja võime hõlbustada liitiumioonide kiiret interkalatsiooni. See võimaldab laadimiskiirusi alates 225 mAh g-1 kuni 200 mA g-1 400 tsükli jooksul, Coulombi efektiivsusega 99,93%.
Kattematerjalina, eriti ränipõhistes anoodimaterjalides, lahendab see mahupaisumise probleemi, aidates parandada stabiilsust ja konstruktsioonilist mahtuvust. See on kasulik rakendustes, mis vajavad suurt väljundvõimsust ja pikka eluiga.
NANOARHITEKTUUR : sfäärid
MÕÕDE : ~ 80 Å
KEELUTSOON : ~ 1.8 eV
VÄRV : Sinakas-must/kesköösinine nanopulber
KUUMAKINDLUS : kuni 2830 °C (5130°F)
RAKENDUSED : Anoodimaterjal, mis võimaldab lühendatud transpordipikkust ja vastupidavust lagunemisele.
NANOARHITEKTUUR : torud
MÕÕDE : Läbimõõt < 30 Å, pikkus kuni 10 µm
KEELUTSOON : ~ 2.1 - 2.3 eV
VÄRV : Hall/valkjashall pulber
KUUMAKINDLUS : kuni 2830 °C (5130°F)
RAKENDUSED : Anoodimaterjal, mis võimaldab lühendatud transpordipikkust ja vastupidavust lagunemisele. Liitiumioonpatareides saab liitiumioone salvestada nii välispinnale kui ka SixC nanotorude vahelistesse ja nanotorude sisemusse jäävatesse vahekohtadesse.