مولیبدن دی سولفایدMOS2 جهت پایدار سازی عملکرد باتری ها
دی سولفید مولیبدن (MoS2) یک ماده همیشه محبوب برای کاربردهای الکتروشیمیایی مانند باتری های لیتیوم یون است که مطالعات نظری روی فاز Trigonal 2H ویژگی های نیمه هادی آن را کاملا تایید کرده اند. هدایت ذاتی این ماده، با این حال، خیلی زیاد نیست و ساختارهای آن در طی چرخه عملکردی تضعیف می شوند. Hybridization آن با مواد کربنی با هدایت الکتریکی بالا می تواند عملکرد باتری را بهبود بخشد، هر چند، مصرف الکترولیت وسد واکنشی MoS2 با لیتیوم را افزایش می دهد.
با هدایت الکتریکی ذاتی و تراکم بیشتری، فاز فلزی MoS2 در حال حاضر به عنوان یک ماده آند برای ترویج عملکرد میزان باتری های لیتیوم یون و برای حذف نیاز به افزودنی های رسانای بیشتر مورد بررسی قرار می گیرد. در طبیعت بصورت نادر، فاز فلزی مولیبدن دی سولفاید ناپایدار است، و اخیردر فرآیندهای حل گرمایی برای ساخت آن همه مواد افزودنی یا بستر مورد استفاده قرار گرفته است.در روش های سنتی تر برای آماده سازی آن از تکه تکه کردن فلزات قلیایی و لایه برداری استفاده می شود که می تواند پیچیده و حتی خطرناک باشد.
گروهی در دانشگاه مهندسی مکانیک و صنعتی دانشگاه ایالتی North East (ایالات متحده آمریکا) اکنون یک الکترود نانولوله متخلخل از MoS2 فیزیکی خالص ایجاد کرده است. این آند با استفاده از نانولوله های اکسید آلومینیومی آنودایز ساخته شده است. نانو ورقه های MoS2 دوتایی فلزی می تواند به صورت عمودی روی هم قرار گیرند و جهت ساختن و ساختار متخلخل داخل لوله ها توخالی به روش etching مورد بهره برداری قرار گیرند.
نانوساختارهای MoS2 فلزی به شکل ساختارهای نانولوله متخلخل ساخته شده و مسیرهای انتشار بسیار عالی برای الکترولیت به عنوان آند در باتری های لیتیوم یونی ارائه می دهند. ساختار فلزی باعث می شود که سایت های تداخل بیشتری برای انتشار لیتیوم ایجاد شود.
این ساختار جدید، انتشار الکترولیت موثر را فراهم می کند و دارای مسیر کوتاه یونی است که منجر به عملکرد بهتر در هنگام استفاده در باتری های لیتیوم یون می شود. همچنین نمایش پایداری الکتروشیمیایی بیشتری را نشان می دهد، که در طی آن بیش از ۱۲۰ روز درحضور هوا پایدار میماند و به طور معمول مقادیرکمتری از انباشته شدن را نشان می دهد که به طور معمول در فاز فلزی مولیبدن دی سولفاید تبدیل فاز ناپایدار فلزی را به فاز نیم هادی کمتر مفید تبدیل می کند.
میکروگرافی الکترونی ، نانولوله های متخلخل MoS2 فلزی.
آنند جدید می تواند ظرفیت ۱۱۰۰ میلی آمپر ساعت را به ازای هر گرم با تراکم جریانی A / g5 پس از ۳۵۰ سیکل به دست آورد که به راحتی ۳۷۲ میلی آمپر ساعت در گرم آند از گرافیت تجاری تجاوز می کند.
در این کار که بر روی پوشش مواد پیشرفته انرژی قرار گرفت، اولین بار برای شناسایی اوج اکسایش فلزات MoS2 با استفاده از ولتامتریک سیلیکا بود، به این معنی که این ساختارها نه تنها برای برنامه های کاربردی باتری رقابتی هستند، بلکه همچنین می تواند برای مطالعات الکتروشیمیایی اولیه MoS2 فلزی استفاده شود.
***********************
دریافت متن کامل مقاله :
***********************
