Nowe podejście do poprawy wydajności superkondensatorów opartych na MOF zostało opracowane przez naukowców z Institute of Nano Science and Technology (INST) w Mohali. Ta technika oparta na laserze umożliwia kontrolowane wprowadzanie defektów do materiału, zwiększając możliwości magazynowania energii. Metoda ta może zapewnić znaczną poprawę w porównaniu z tradycyjnymi metodami stosowanymi do tworzenia defektów, takimi jak wyżarzanie termiczne, narażenie na działanie chemikaliów i mielenie kulowe, którym brakowało precyzji.
W jaki sposób technologia laserowa ulepsza superkondensatory oparte na MOF
W tym innowacyjnym podejściu prof. Vivek Bagchi i jego zespół z INST wykorzystali napromieniowanie laserowe, aby stworzyć defekty i porowatość w CuZn-BTC MOF. Ostrożnie dostosowując moc lasera, byli w stanie zwiększyć powierzchnię elektrody bez zmiany struktury krystalicznej Metal Organic Framework (MOF). Szczegóły badań były opublikowany w czasopiśmie ACS Materials Letter.
To precyzyjne dostrojenie zwiększa wydajność materiału, umożliwiając lepszą dyfuzję jonów i lepsze magazynowanie energii. Pory generowane w trójwymiarowej strukturze MOF pozwalają jonom na bardziej wydajne przemieszczanie się, znacznie zwiększając pojemność magazynowania energii urządzenia.
Tradycyjne metody tworzenia defektów mają tendencję do przekształcania materiału lub tworzenia struktur kompozytowych, co zmniejsza wydajność. Jednak ta metoda laserowa zachowuje oryginalną krystaliczność MOF, jednocześnie poprawiając jego właściwości elektrochemiczne. Po naświetleniu laserem niektóre wiązania w CuZn-MOF pękają, tworząc pory, które poprawiają dyfuzję jonów, jednocześnie zachowując nienaruszoną ogólną strukturę.
Korzyści dla środowiska i wydajności
W dodatek w celu zwiększenia magazynowania energii, proces laserowy jest szybszy, czystszy i bardziej przyjazny dla środowiska niż konwencjonalne podejścia. Eliminuje potrzebę stosowania rozpuszczalników chemicznych, dzięki czemu proces jest bezpieczniejszy i szybszy. Wyniki opublikowane w ACS Materials Letter podkreślają potencjał zastosowania tej metody do innych materiałów MOF w celu poprawy wydajności w technologiach magazynowania energii.
