MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス エネルギー貯蔵のためのMXeneの多段階エントロピー着想工学:Mサイトの無秩序から表面終端の複雑性まで
MXeneは、その二次元層状構造、高い導電性、親水性表面、調整可能な化学的性質により、電気化学的エネルギー貯蔵において広範な関心を集めている。しかし、従来のMXeneは、再積層、イオン輸送の制限、界面安定性の不足、活性サイト多様性の限界といった課題を抱えている。近年、高エントロピー戦略は、Mサイトに複数の遷移金属を導入することでMXeneの構造と特性を制御する新たな機会を提供してきた。本稿では、Mサイトのマルチメタルエントロピー、XサイトのC/N化学的性質、および表面終端の構成的無秩序の連動する役割に焦点を当て、MXeneベースのエネルギー貯蔵材料の理解と設計のためのフレームワークとして多段…
FIFrontiers in Materials · CC BY 4.0
MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス 高機能フレキシブルスーパーキャパシタ向けにMXene埋め込みカーボンナノファイバー上に垂直成長した階層型NiV-LDHナノシートアレイ
- MXene/CNF足場上に垂直配向したNiV-LDHナノシートからなるフレキシブル複合電極が作製され、1 A g−1で614 F g−1の比容量を達成した。
- 非対称スーパーキャパシタは5 A g−1で10,000サイクル後に68.75%の容量保持率を達成し、1.37 Vの安定した開放電圧を示した。
- 2つのセルを直列接続することで3 VのLEDストリップを点灯させることに成功した。
MNNanomaterials · MDPI · CC BY 4.0
MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス LIG固定化されたGO-PEDOT:PSS-MXene複合材料による柔軟な静電容量式湿度センサー
本研究では、レーザー誘起グラフェン(LIG)の指状電極上に、酸化グラフェン(GO)、PEDOT:PSS、MXeneの3成分複合材料(GO-PEDOT:PSS-MXene)を搭載した、高性能な柔軟型静電容量式湿度センサーを開発した。この多次元構造は、3成分間の顕著な相乗効果を利用し、湿度センサーの性能を大幅に向上させる。相対湿度11%から97%の範囲で、18,643.02 μF/%RHという高い測定感度を記録した。また、水分駆動による微細構造のスウェリングが特徴的な負の静電容量応答を誘発し、層間隔を増加させる。応答時間31.7秒、回復時間11.2秒という高速な応答・回復時間により、人間の呼吸リ…
MMMaterials · MDPI · CC BY 4.0
バイオマスリサイクル由来の炭素系負極材料のリチウムイオン/ナトリウムイオン電池応用におけるトレンド
バイオマス由来炭素材料は、リチウムイオン電池(LIB)およびナトリウムイオン電池(SIB)向けの持続可能な負極材料として有望視されている。バイオマスは再生可能で豊富、低コストであり、その組成や形態は多様である。リグノセルロース骨格、固有のヘテロ原子、バイオマス由来の無機種は、炭素化、活性化、黒鉛化、ドーピングなどのプロセスを経て、調整可能な多孔性、炭素配列、表面化学を持つ炭素構造に変換できる。本レビューでは、まずバイオマス前駆体の組成および構造的特徴を要約し、次に処理条件がそれらを炭素骨格に変換する方法を説明する。その後、LIBとSIBの異なる設計要件を比較することで、バイオマス由来炭素負極…
MEEnergies · MDPI · CC BY 4.0
MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス 高効率スーパーキャパシタ向けバインダーフリー電極材料としてニッケルフォーム上に担持されたNiMn2O4ナノ粒子をNiCo2O4ナノシート上に配置したマイクロ波支援In Situ合成
ニッケルフォーム上に、マイクロ波支援熱水法(MAH)とアニーリング処理を組み合わせた2段階法により、NiCo2O4ナノシート上にNiMn2O4ナノ粒子(NP)を表面被覆したバインダーフリーNiMn2O4@NiCo2O4ナノコンポジットを作製した。まず、NiCo2O4ナノシート(NSs)のチュール状骨格をニッケルフォーム上にin situ成長させ、次に二次MAHプロセスによりNiCo2O4 NSs表面にNiMn2O4 NPsを成長させた。MAHのセカンドステップ保持時間(HT)の影響を調べるため、HTを15分、30分、45分、60分として実験を行った。構造解析の結果、明確なNiMn2O4-NP…
MNNanomaterials · MDPI · CC BY 4.0
