I catodi amorfi di V₂CTx MXene consentono batterie acquose agli ioni di zinco ad alte prestazioni
"Questo approccio potrebbe aprire nuove strade per la progettazione di materiali per batterie ad alta velocità e lunga durata"
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Scienziati cinesi hanno creato un materiale catodico ad alte prestazioni per batterie agli ioni di zinco convertendo accuratamente un materiale MXene stratificato in una forma amorfa. Il nuovo materiale, chiamato V2CTx amorfo (a-V2CTx), mostra notevoli miglioramenti nella capacità della batteria, nella velocità di carica e nella durata.
"Le batterie agli ioni di zinco sono un'alternativa sicura e a basso costo alle batterie agli ioni di litio, ma le loro prestazioni sono state limitate dal movimento lento degli ioni e dalla scarsa stabilità dei materiali catodici tradizionali", spiega l'autore principale Guangcai Zhao. "Abbiamo scoperto che riscaldando il materiale MXene in condizioni controllate, è stato possibile trasformare la sua struttura cristallina ordinata in una struttura amorfa disordinata, mantenendo intatta la sua struttura conduttiva".
Questo cambiamento strutturale crea più siti attivi per gli ioni di zinco, accelera il movimento degli ioni e aumenta lo stato di ossidazione del vanadio, consentendo un accumulo di energia più efficiente. "Di conseguenza, il catodo a-V2CTx raggiunge un'elevata capacità reversibile di 543 mAh g-¹ a 1 A g-¹ e mantiene 494 mAh g-¹ anche a una corrente molto elevata di 30 A g-¹. Mostra anche un'eccellente stabilità, conservando 286 mAh g-¹ dopo 3000 cicli", aggiunge Zhao.
"La nostra strategia di amorfizzazione affronta efficacemente le limitazioni chiave dei catodi a base di vanadio - la lenta diffusione degli ioni e la bassa conduttività - senza sacrificare l'integrità strutturale", afferma l'autore corrispondente Ting He. "Questo approccio potrebbe aprire nuove strade per la progettazione di materiali per batterie ad alta velocità e lunga durata".
Il team ha anche dimostrato il potenziale pratico del materiale assemblando una cella a sacchetto in grado di alimentare un piccolo ventilatore, evidenziando la sua idoneità per le applicazioni del mondo reale.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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