Nghiên cứu chế tạo điện cực Li2Se bằng phương pháp khử tại chỗ từ multilayer graphene-embedded 2D-MoSe2 trong Pin Li-Se hiệu suất cao
Nhóm nghiên cứu của TS. Bùi Thị Hoa và cộng sự đã nghiên cứu chế tạo vật liệu lai hóa Gr-MoSe2 bằng phương pháp thủy nhiệt sử dụng hệ hồi lưu an toàn, ứng dụng làm vật liệu trong hệ thống lưu trữ năng lượng điện hóa như pin lithium, mang đến cơ hội phát triển các loại pin sạc hiệu suất cao mới.
12/11/2021 - 01:24 AM 500 lượt xem
Nhu cầu năng lượng cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ dẫn đến việc phát triển các hệ thống và thiết bị dự trữ năng lượng cao là vô cùng cần thiết. Pin Lithium- selen (Li-Se) với dung lượng lý thuyết 678mAh/g và 5253 mAh/cm3 được coi là ứng cử viên đầy hứa hẹn cho công nghệ pin mới trong tương lai. Việc phát triển các vật liệu điện cực có dung lượng cao, dễ dàng tổng hợp, với giá thành thấp là ưu tiên hàng đầu để pin Li-Se trở thành sản phẩm thương mại. Vật liệu cấu trúc phân lớp hai chiều (2D), nhóm hợp chất dichalcogenide kim loại chuyển tiếp (với công thức MX2; M = Mo, V, W,..; X: S, Se, Te) là vật liệu đầy hứa hẹn cho sản phẩm pin sạc Lithium do cấu trúc phân lớp của chúng, đặc tính điện tử thú vị và dung lượng lý thuyết cao. Trong đó, molypden diselenide (MoSe2) đangthu hút được rất nhiều nghiên cứu liên quan đến ứng dụng trong pin Lithium. Cấu trúc phân lớp của MoSe2 cùng với kích thước và độ dẫn điện của Se cho thấy tính khả thi cao ứng dụng chúng làm vật liệu trong hệ thống lưu trữ năng lượng điện hóa như pin lithium, mang đến cơ hội phát triển các loại pin sạc hiệu suất cao mới.
Nhóm nghiên cứu TS. Bùi Thị Hoa và cộng sự đã tổng hợp vật liệu lai hóa Gr-MoSe2 bằng phương pháp thủy nhiệt sử dụng hệ hồi lưu an toàn với dung môi hữu cơ diethylene glycol, polypropylviologen làm tiền chất carbon (C), và selenoacetamide được sử dụng làm tiền chất Se để tổng hợp MoSe2 và tiếp theo là nung sản phẩm của quá trình thủy nhiệt trong môi trường khí trơ N2 để tạo thành Gr- MoSe2, với nhiều lớp graphene được xen kẽ giữa các lớp MoSe2. Gr- MoSe2 được sử dụng làm vật liệu cực âm trong pin Li-Se, tại chu kì đầu tiên Gr- MoSe2 được khử để hình thành tại chỗ Li2Se trên khung graphene, và từ đây trở thành chất đầu cho chu trình sạc xả liên tục của pin. Kết quả thể hiện dung lượng thu được ở mật độ dòng 0.1A/g là 715 mAh /g và ở mật độ dòng rất cao 5A/g pin có dung lượng hoạt động 382 mAh /g. Để khảo sát độ bền của vật liệu điện cực, pin lắp ráp được đã được khảo sát ở mật độ dòng điện 1 A/g trong 100 chu kỳ, dung lượng phóng điện thuận nghịch là 560 mAh /g có với tốc độ giảm dung lượng của tế bào là 0,04% /một chu kỳ với hiệu suất Coulombic gần 100% trong suốt quá trình sạc xả. Graphene đa lớp đã cung cấp một khung nền ổn định cho cả quá trình sạc xả làm giảm hiệu ứng “shuttle effect”. Vật liệu Gr- MoSe2 cho thấy tính khả thi của loại vật liệu điện cực này ứng dụng trong pin Li-Se
Hình 1: Cấu trúc ML-Gr-MoSe2 và mô tả quá trình xạc xả của pin Li-Se sử dụng vật liệu ML-Gr-MoSe2
Kết quả này của nhóm nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí quốc tế uy tín Electrochimica Acta (IF = 6.215), 368 (1), 2021, " High-performance Li–Se battery: Li 2 Se cathode as intercalation product of electrochemical in situ reduction of multilayer graphene-embedde d 2D-MoSe2".
Link: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.137556
Chiều ngày 04/4/2024, Chi Đoàn Viện Khoa học vật liệu long trọng tổ chức Đại hội Chi Đoàn nhiệm kỳ 2024 – 2027.
Xem chi tiết
Ngày 27 tháng 3 năm 2024, Viện Khoa học vật liệu (IMS) đã phối hợp với R3 Institute for Newly-Emerging Science Design (INSD) thuộc Đại học Osaka (Nhật Bản) và Đại học Khoa học Malaysia (USM) tổ chức Hội thảo trực tuyến OU - ASEAN 2024 về “Zero Carbon, Renewable Energy, and Semiconductor Devices”.
Xem chi tiết
Ngày 14/03/2024, tại Viện Khoa học Vật liệu, đã diễn ra Hội thảo “IMS-VAST và JWRI-OU”. Sự kiện này là một bước tiến quan trọng trong việc củng cố và phát triển hợp tác giữa Viện Khoa học Vật liệu (IMS) và Viện Nghiên cứu hàn (JWRI) – Đại học Osaka
Xem chi tiết
Triển khai phổ biến rộng rãi đến toàn thể cán bộ viên chức và người lao động các nội dung về Ngày Nước thế giới, Ngày Khí tượng thế giới, Chiến dịch Giờ trái đất năm 2024;
Xem chi tiết
Sáng ngày 15/02/2024 (mùng 6 tháng giêng năm Giáp Thìn), tại Hội trường tầng 6 nhà B2, Viện Khoa học vật liệu đã tổ chức buổi gặp mặt đầu xuân Giáp Thìn 2024
Xem chi tiết