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加拿大将磷烯制备成本降低三成 有利于制成低成本/长寿命的电池

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58京牌 ,加拿大西安大略大学(University of Western Ontario)同步辐射研究中心与萨斯喀彻温大学(University of Saskatchewan)加拿大国家光源(CLS)进行了一项新材料研究工作,可以实现更长的续航里程以及让手机电池拥有更长的寿命。研究人员们成功利用了磷烯(又称黑磷烯或二维黑磷)实现了目标,同时还降低了成本,提升了耐用性。

图片来源:西安大略大学

磷烯是一种由单层黑磷组成的2D材料,理论容量几乎是目前锂离子电池阳极材料的7倍。现在,商用黑磷价格昂贵,大约每克为1000美元,而且暴露在空气中会迅速分解。

于是,研究小组采用了一种新工艺,从廉价的(约0.1美元/克)的低纯度红磷中制出了低成本的黑磷,成本降低了近3成。而且此种黑磷的纯度与电子性能与利用传统方式从高纯度红磷中制出的黑磷几乎一样,而高纯度的红磷价格为40美元/克。

大幅削减黑磷的生产成本就可以实现大规模生产,让黑磷可大规模应用于纳米光子学、纳电子学、光电学、二次电池和电催化剂等能源与电子领域。

之后,研究人员希望能够从纳米尺度更好地实时了解磷烯从何处开始降解(氧化),以及降解过程如何扩散。由于之前的研究证实了确实会出现降解,该研究首次将这一过程详细地描绘出来。研究团队采用了各种不同的同步加速器以收集降解图像,发现磷烯首先在最薄的区域开始分解,而且降解的区域会加速相邻区域的降解。

研究人员表示,这一发现也为研发保护用于电子和其他设备的磷烯的保护策略铺平了道路,让制备空气稳定的磷烯电子设备和能源设备成为可能。

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