Наука и образование

МХЕНЫ для хранения энергии: новый способ производства двумерных материалов

15 апреля 2024 г. в 15:46

Ученые из Саратовского государственного технического университета имени Юрия Гагарина и Института химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения (СО) Российской академии наук (РАН) разработали новый способ получения двумерных материалов на основе титана и углерода, который не требует высоких температур и обеспечивает защиту от окисления атмосферным кислородом. Результаты исследования, которые могут быть использованы для создания электродов для систем накопления энергии, были опубликованы в журнале Dalton Transactions.

Двумерные материалы представляют собой кристаллы, имеющие один или несколько слоев, все атомы которых расположены в поверхностном слое. Это делает их высокоактивными в химическом отношении и, как следствие, простыми в использовании в качестве электродов – устройств, проводящих электрический ток. Однако синтез двумерных материалов требует дорогостоящего оборудования, что затрудняет их массовое использование.

Ученые Саратовского государственного технического университета имени Ю.А. Гагарина и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН предприняли попытку решить эту проблему, предложив новую технологию получения МХенов – двумерных соединений, состоящих из атомов титана и углерода и используемых в электродах для накопления энергии. Сначала химики получили материал-предшественник, который, помимо титана и углерода, содержал атомы алюминия. Синтез проводился в расплаве хлористых солей калия и натрия при температуре 1250 градусов Цельсия (т.е. на 250 градусов ниже, чем во время предыдущих экспериментов). Это позволило избежать окисления материала кислородом воздуха, а также облегчило распределение реагентов в расплаве при относительно низких температурах.

После этого ученые в течение 24 часов обрабатывали соединения алюминием, используя смесь, содержащую соляную кислоту и соли фтора (эти операции проводились при температуре 140 градусов Цельсия). Это позволило им удалить атомы алюминия и разделить связанные с ними двумерные слои карбида титана на тонкие чешуйки размером в тысячные доли миллиметра. Наконец, на последнем этапе эксперимента химики нанесли суспензию этих хлопьев на медную подложку и высушили ее, получив из синтезированного соединения гибкую пленку.

Измерения электрохимической емкости материалов, то есть их способности накапливать электрический заряд, показали значения, которые в два раза превышают показатели промышленных аналогов. 

«Наша работа демонстрирует, что высококачественные МХЕНЫ могут быть получены в лаборатории со стандартным оборудованием. Мы предложили масштабируемый синтез перспективного материала для электрохимического накопления энергии, и вскоре мы завершим работу над диэлектрическим откликом, или реакцией твердых тел на переменный ток, в композитных материалах с использованием МХенов», – цитирует Российский научный фонд слова Николая Горшкова, руководителя исследования, кандидата технических наук.

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Публикации по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Керамические подложки к корпусу "Супер"ТО-247

Изготовим подложки к корпусам ТО-247, ТО-220 и. др.(материал оксид бериллия) Теплопроводность Вт/(м.К)-ВЕО-251, Диэлектрическая проницаемость не более 7,2 и 9,8. 8-343-2010406-Борис Петрович http://www.NAMAK.energoportal.ru
Колясников Борис · ООО "Теплопроводная керамика" · 29 апреля · Россия · г Москва
Керамические подложки к корпусу "Супер"ТО-247

ПРОДАМ: СОЖ Смазка — гель «НЕРЖАРЕЗ» (350 мл.)для обработки нержавеющей стали. ТУ20.59.41-001-07516451-2022

Смазка-гель НЕРЖАРЕЗ была разработана мною и использовалась на заводах приборостроения ещё в 80 годах. За это время она зарекомендовала себя как отличное высокоэффективное средство для механической обработки нержавеющих и титановых сплавов. Особенности её в том, что в зоне резания где остальные смазки испаряются под действием температуры эта смазка начинает работать. Также её успешно можно применять для сверления и нарезания резьбы чёрных, алюминиевых и медных сплавов. Смазка совершенно не токсична и обладает антикоррозийными свойствами. Для работы достаточно небольшое количество. Баночки хватает на долго. Если появилась тонкая и точная работа НЕРЖАРЕЗ всегда выручит Вас. Способ нанесения — кисточкой. Срок хранения не ограничен. При загустении и образовании кристаллов белого нержареза добавьте керосин марки ТС-1. При очень сильных нагревах надо сочетать смазку и СОЖ «Укринол» растворённой с водой в пропорции 1/10. Смазка «НЕРЖАРЕЗ» и СОЖ «УКРИНОЛ» — хорошо сочетаются. Смазываете сверло смазкой, а потом сверлите поливая СОЖ. Нержарез подходит для любых видов металла. При работе с нержавейкой применяйте хорошо заточенный инструмент с наличием КОБАЛЬТА (ВК8; ВК6; ВК0; Р6М5К5) Если необходим технический паспорт на НЕРЖАРЕЗ — надо указать. ТУ 20.59.41-001-07516451-2022 — НЕРЖАРЕЗ товар Российского производства. Сумма доставки зависит от количества шт. (вес), региона поставки и какой транспортной компанией доставляется. Маленькие партии (1-4 шт.) — почтой. Заказчик оплачивает доставку. Умельцам токарной и слесарной обработки желаю успешной работы и хорошего настроения. Цена за банку (300 мл.) — 1300 руб. НПД Григоришин Александр. г. Таганрог
Григоришин Александр · 21 мая · Россия · Ростовская обл
СОЖ Смазка — гель «НЕРЖАРЕЗ» (350 мл.)для обработки нержавеющей стали. ТУ20.59.41-001-07516451-2022

ПРОДАМ: Диоды быстровосстанавливающиеся лавинные в таблеточном исполнении Протон-Электротекс

ПРОТОН-ЭЛЕКТРОТЕКС — это один из российских лидеров разработки и производства силовых полупроводниковых диодов, тиристоров, модулей, охладителей, IGBT (БТИЗов), а также силовых блоков для применения в различных преобразователях электрической энергии. Наша главная цель — обеспечить покупателей современной и надежной продукцией. Мы считаем, что для этого нужно работать по четырем направлениям: — Развитие персонала: мы делаем всё, чтобы привлечь талантливых разработчиков и помочь им себя проявить. Наши специалисты посещают крупнейшие мировые выставки в отрасли силовой электроники, проходят дополнительное обучение и размещают свои научные статьи в промышленных журналах; — Оптимизация организационной структуры: эффективное управление и планирование производства и отлаженное внутреннее взаимодействие позволяют нам быстро принимать и выполнять заказы; — Использование только высококачественных сырья и материалов: мы сотрудничаем с ведущими мировыми поставщиками компонентов полупроводниковых приборов; — Современное производственное и испытательное оборудование: автоматизированное производство и контроль качества — это отдельная гордость нашей компании.
Полостюк Михаил · Протон-Электротекс · 21 мая · Россия · Орловская обл
Диоды быстровосстанавливающиеся лавинные в таблеточном исполнении Протон-Электротекс

ПРОДАМ: Средства электрозащиты. Средства энергозащиты. Средства электрозащиты в Челябинске.

ООО "Весталин" поставляет на рынок России средства электрозащиты. Продукция предприятия проходит жесткий лабораторно-технический контроль на соответствие ТУ, КД, требованиям действующих ГОСТов и "Инструкции по применению защитных средств". Указатели напряжения низковольтные от 6 до 1200В № п/п Наименование Функциональное назначение 1 Отв. индикатор прост. Отвёртка индикаторная 100 - 500 В. 2 ПИН 90М ВЛ (2МУ) 3 ПИН 90-М 4 ПИН 90-2М 5 УПП-10 Устройство поиска повреждения кабеля 6 ЭИ-9000/1 7 ЭИ-9000 8 УН-500И 9 УН-453М 10 УПУН-М устройство проверки указателей 2-10кВ 11 УН-1Н 12 УН-1Н-М 13 УННУ-1Н 14 УННУ-1Н-Ф 15 УННУ-1Н-ВЛ 16 УННДП -12-660 Двухполюсный указатель 12-660В дискретный, с прозвонкой и фонариком (можно заменить УНК-0,4, УНН ЗП) 17 УННДП -25-660 ВЛ Двухполюсный указатель 25-660В дискретный, для ВЛ можно заменить УНК-0,4 (Л) 18 УНН Двухполюсный 40-660В 19 УНН «Комби» Указатель напряжения двухполюсный универсальный 12-380В 20 УНН-1 Двухполюсный 50-1000В 21 УНН-1СЗ ИП 22 УНН-1СЗ ИП-Ш в комплекте со штангой ШО-10-4-6,6 23 УНН-1СЗ ВЛ 24 УНН-1СЗ ВЛ М 25 ЭЛИН-1 СЗ 26 ЭЛИН-1 СЗ ИП М 27 ЭЛИН-1 СЗ ВЛ 28 Контакт-55Э 29 Контакт-55ЭМ 30 Контакт-57Э 31 ИФ- 517 32 MEET MS-18 33 MEET MS-48 34 MEET MS-58 35 MEET MS-158 36 УСП Указатель скрытой проводки для определения обрывов под напряжением 220/380 В Указатели высокого напряжения 2-10кВ и указ. для фазировки 1 УВН80-2М/ УВН80-2МС 2 УВН 80-2М с ТФ 3 УВН 80-3М 4 УВН 80-3М с ТФ 5 УВНУ-2М 6 УВНУ-2М с ТФ 7 УВНУ-10СЗ ИП 8 УВНУ-10СЗИП с ТФ 9 УВНФ-10СЗ 10 УВНУ-10 СЗ ИП КБ 11 УВНУ-10 СЗ ИП КБ с ТФ 12 УВНУШ-10 СЗ ИП 13 УВНФ-10КВ Указатели высокого напряжения 35, 110, 220кВ 1 УВН 90М-35 световая индикация 2 УВН 90М-35 СЗ ИП светозвуковая импульсная .индик. с самопроверкой и ИП 3 УВНФ-35 СЗ Фазоуказатель однополюсный светозвуковая импульсная индик. с самопроверкой 6-35кВ 4 УВН 90М-35 СЗ ИП КБ контактно-бесконтактные указ. напр. 35 кВ 5 УВН 90М-6-35 СЗ ИП 6-35 кВ, светозвуковая импульс. инд. с самопроверкой и ИП 6 УВН 90М-6-35 СЗ ИП...
Давыдов Андрей · ООО «Весталин» · 7 мая · Россия · Челябинская обл
Средства электрозащиты. Средства энергозащиты. Средства электрозащиты в Челябинске.

КУПЛЮ: Приобретаем химию просроченную оптом по России с хранения

Только оптовые закупки из числа неликвидов: Натр едкий, Бикарбонат натрия, Бихромат натрия, Триполифосфат натрия, Перкарбонат натрия, Тринатрийфосфат, Сода кальцинированная, Трилон Б, Ксантановая камедь, Медный купорос, ОЭДФ, НТФ, Лимонная кислота, Моноэтанолами, Этиленгликоль, ПЭГ 200, ПЭГ 4000, Неонолы, Полифосфат аммония, Карбамид, Калий хлористый, Ортофосфорная кислота, Сульфаминовая кислота, Железо хлорное, Хромовый ангидрид, Щавелевая кислота, Каучики, Глицери, Этилцеллозольв, Бутилцеллозольв, Смолы эпоксидные, АБСК, Уротропин, Борная кислота, Белила цинковые. Также другую химию. Для оперативной оценки необходима следующая информация: фото этикетки с данными, фото материала/упаковки, объём, город отгрузки на ватсап, телеграм или на эл. почту
Кашапов Артур · 22 мая · Россия · г Москва
Приобретаем химию просроченную оптом по России с хранения
Компания LEDVÁNCE — один из ведущих мировых производителей осветительной техники: традиционных источников света, энергоэффективных светодиодных ламп, светильников, инновационных светотехнических решений для «умного дома». Продукция компании предназначена как для профессионального, специализированного применения, так и для конечного потребителя.