Enerji depolamada devrim yaratacak MXene’ler; cihazların saniyeler içinde şarj olmasına yardımcı olabilir. Texas A&M Üniversitesi’ndeki bir ekip, geleneksel lityum iyon pillere ilgi çekici bir alternatif olması beklenen MXenes’e odaklanıyor.
Saniyeler içinde şarj için MXene
Texas A&M Üniversitesi’ndeki bir ekip, yeni nesil enerji depolama cihazlarının geliştirilmesi için önemli adımlar atıyor. Mevcut teknolojilerin faydalarını birleştirirken sınırlamalarını da giderebilecek bir cihaz geliştirmeyi hedefliyor. Texas A&M Üniversitesi’nde kimya mühendisliği profesörü olan Dr. Abdoulaye Djire ve birkaç kimya mühendisliği mezunu, geleneksel lityum iyon pillere ilgi çekici bir alternatif olması beklenen MXene’lere odaklanıyor. Ekip şu anda nitrür MXene’lerin başlıca avantajlarını araştırıyor.
Djire: “Bu çalışmanın saniyeler içinde tamamen şarj edilebilen ve günlerce dayanabilen enerji depolama cihazlarının geliştirilmesine yol açmasını umuyoruz” dedi. Djire: “Bu enerji depolama teknolojisinin tam olarak hayata geçirilmesinden önce yapılması gereken çok iş var. Bu, Texas A&M’de yapacağımız daha heyecan verici araştırmaların ilk adımı” diyor.
Ekip, gelecekteki enerji depolama taleplerini karşılamak üzere performanslarını optimize etmek için nitrür MXenlerin yük depolama mekanizmalarını daha fazla inceleyecek. Djire, devam eden araştırmalarının enerji depolama çözümlerine dayalı çeşitli alanlarda büyük bir etkiye sahip olmasını bekliyor.
MXenler, titanyum ve karbon atomlarından oluşan iki boyutlu malzemeler. Olağanüstü mekanik mukavemetleri, ultra yüksek yüzey-hacim oranı ve üstün elektrokimyasal kararlılıkları, onları süper kapasitörler olarak umut verici adaylar haline getiriyor. Yani yeterli hacimde nanomalzemelerin bulunduğu ve geniş yüzeylerinin bulunduğu 3 boyutlu mimarilerde düzenlenebildikleri sürece önemli bir avantaj sağlıyor. İki boyutlu malzemeler, tüm atomları yüzey katmanında bulunan bir veya daha fazla katmana sahip kristaller diyebiliriz. Bu onları kimyasal olarak son derece aktif hale getiriyor ve sonuç olarak elektrot olarak, yani elektrik akımını ileten cihazlar olarak kullanımlarını kolaylaştırıyor. Bununla birlikte, iki boyutlu malzemelerin sentezi pahalı ekipmanlar gerektirir ve bu da bunların büyük ölçekte kullanımını zorlaştırıyor.
Katmanlı yapılarıyla MXene’ler elektrolit iyon taşınmasını artırıyor ve yüzeyde geçiş metali aktif redoks bölgeleri sağlıyor.
