ความก้าวหน้าในด้านวัสดุสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (LIB) ที่ใช้พลังงานสูง ต้นทุนต่ำ และยั่งยืน มีความสำคัญต่อการแสวงหาการปล่อยมลพิษสุทธิเป็นศูนย์และเพื่อลดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
อิเล็กโทรดขั้วบวก (แคโทด) มีบทบาทสำคัญในพลังงานโดยรวม ต้นทุน และความยั่งยืนของแบตเตอรี่ ในระยะสั้นนี้ อุตสาหกรรมแบตเตอรี่กำลังเปลี่ยนมาใช้แคโทดออกไซด์ของโลหะทรานซิชัน
ที่อุดมด้วย
นิกเกิล (Ni) อย่างไรก็ตาม LIB ที่มีเคมีแคโทดที่มี Ni-rich ประสบปัญหาการซีดจางอย่างรวดเร็วซึ่งจำกัดอายุการใช้งานในปัจจุบัน การสัมมนาผ่านเว็บนี้กล่าวถึงผลกระทบอย่างลึกซึ้งที่องค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์มีต่ออายุการใช้งานของ LIB ที่มีปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างแคโทดที่มีและอิเล็กโทรไลต์
ที่มีคาร์บอเนตเป็นองค์ประกอบอินทรีย์ที่ส่วนต่อประสานระหว่างอิเล็กโทรดกับอิเล็กโทรไลต์ (EEI) ได้รับการสำรวจโดยพิจารณาจากผลงานล่าสุด ซึ่งแสดงให้เห็นถึงผลเสียของเอทิลีนคาร์บอเนต (EC) ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักในอิเล็กโทรไลต์ทั่วไป เมื่อชาร์จแบตเตอรี่
การใช้แมสสเปกโทรเมตรีเคมีไฟฟ้าเคมีแบบออนไลน์ (OEMS), อิมพีแดนซ์สเปกโทรสโกปีไฟฟ้าเคมี (EIS), สารละลายเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR), กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) และสเปกโทรสโกปีการปล่อยพลาสมา-ออปติคอลแบบอุปนัย ซึ่งเป็นกลไก
ในขณะที่ท่อนาโนคาร์บอนแบบหลายผนังไม่ต้องการตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเติบโต แต่ท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังเดียวสามารถเติบโตได้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเท่านั้น อย่างไรก็ตาม กลไกโดยละเอียดที่รับผิดชอบต่อการเติบโตยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก การทดลองแสดงให้เห็นว่าความกว้างและจุดสูงสุด
ของการกระจายเส้นผ่านศูนย์กลางขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิการเจริญเติบโต และสภาวะการเจริญเติบโตอื่นๆ ขณะนี้มีความพยายามอย่างมากในการสร้างการกระจายเส้นผ่านศูนย์กลางที่แคบลงด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยที่แตกต่างกัน และเพื่อให้สามารถควบคุมกระบวนการ
เติบโตได้ดีขึ้น
จากมุมมองของการใช้งาน การเน้นย้ำจะอยู่ที่วิธีการผลิตท่อนาโนที่ให้ผลตอบแทนสูงด้วยต้นทุนที่ต่ำ และอาจต้องใช้กระบวนการต่อเนื่องบางประเภทเพื่อขยายท่อนาโนคาร์บอนในระดับการค้า
อิเล็กตรอนในท่อนาโน คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์ของท่อนาโนคาร์บอนเกิดจาก
การกักกันควอนตัมของอิเล็กตรอนที่ปกติกับแกนท่อนาโน ในแนวรัศมี อิเล็กตรอนจะถูกจำกัดโดยความหนาของชั้นเดียวของแผ่นกราฟีน รอบ ๆ เส้นรอบวงของท่อนาโน มีเงื่อนไขขอบเขตเป็นระยะเข้ามามีบทบาท ตัวอย่างเช่น หากท่อนาโนรูปซิกแซกหรืออาร์มแชร์มีรูปหกเหลี่ยม 10 รูปรอบๆ เส้นรอบวง
รูปหกเหลี่ยมที่ 11 จะตรงกับรูปแรก การไปรอบ ๆ กระบอกสูบจะทำให้เกิดความแตกต่างของเฟส 2 p .
เนื่องจากการกักกันทางควอนตัมนี้ อิเล็กตรอนสามารถแพร่กระจายไปตามแกนท่อนาโนเท่านั้น ดังนั้นเวกเตอร์คลื่นของพวกมันจึงชี้ไปในทิศทางนี้ จำนวนผลลัพธ์ของแถบการนำไฟฟ้าหนึ่งมิติ
และแถบเวเลนซ์ขึ้นอยู่กับคลื่นนิ่งที่ตั้งขึ้นรอบเส้นรอบวงของท่อนาโน แนวคิดง่ายๆ เหล่านี้สามารถใช้ในการคำนวณความสัมพันธ์การกระจายตัวของแถบหนึ่งมิติ ซึ่งเชื่อมโยงเวกเตอร์คลื่นกับพลังงาน จากความสัมพันธ์การกระจายที่รู้จักกันดีในแผ่นกราฟีน มีความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการย่อยสลาย
แม้ว่าตัวเลือกของnและmจะเป็นตัวกำหนดว่าท่อนาโนเป็นโลหะหรือสารกึ่งตัวนำ แต่พันธะเคมีระหว่างอะตอมของคาร์บอนจะเหมือนกันทุกประการในทั้งสองกรณี ผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจนี้เกิดจากโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ที่พิเศษมากของแผ่นกราฟีนสองมิติ ซึ่งเป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่มีช่องว่างแถบความถี่
เป็นศูนย์
ในกรณีนี้ ด้านบนของแถบวาเลนซ์มีพลังงานเท่ากับด้านล่างของแถบการนำไฟฟ้า และพลังงานนี้เท่ากับพลังงานเฟอร์มีสำหรับเวกเตอร์คลื่นพิเศษหนึ่งตัว ซึ่งเรียกว่าจุด K ของโซนสองมิติ (เช่น จุดมุมของเซลล์หน่วยหกเหลี่ยมในปริภูมิกลับกัน) ทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าท่อนาโนกลายเป็นโลหะ
เมื่อหนึ่งในไม่กี่คลื่นที่อนุญาตในทิศทางเส้นรอบวงผ่านจุด K นี้ เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อนาโนเพิ่มขึ้น เวคเตอร์เวคเตอร์จะได้รับอนุญาตในทิศทางเส้นรอบวงมากขึ้น เนื่องจากช่องว่างของแถบในท่อนาโนของสารกึ่งตัวนำนั้นแปรผกผันกับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ช่องว่างของแถบ
จะเข้าใกล้ศูนย์ที่เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ เช่นเดียวกับแผ่นกราฟีน ที่ท่อนาโนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3 นาโนเมตร ช่องว่างของแถบจะเทียบได้กับพลังงานความร้อนที่อุณหภูมิห้อง การคำนวณโดยหนึ่งในพวกเรา (RS) และแสดงให้เห็นว่าท่อนาโนโลหะ-สารกึ่งตัวนำคู่ศูนย์กลางและท่อนาโนโลหะ
ของสารกึ่งตัวนำมีความเสถียร ดังนั้นอุปกรณ์ขนาดนาโนเมตรอาจใช้ท่อนาโนที่มีจุดศูนย์กลางสองท่อหรือจุดเชื่อมต่อระหว่างท่อนาโน ตัวอย่างเช่น สายยางในที่เป็นโลหะซึ่งล้อมรอบด้วยท่อนาโน (หรือฉนวน) ของเซมิคอนดักเตอร์ขนาดใหญ่กว่าจะสร้างสายเคเบิลหุ้มฉนวนในระดับนาโนเมตร
จากนั้นเราอาจมองเห็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับนาโนที่ทำจากคาร์บอนอย่างสมบูรณ์ซึ่งจะรวมคุณสมบัติของโลหะและเซมิคอนดักเตอร์เข้าด้วยกันโดยไม่ต้องใช้สารกระตุ้น การวัดเทียบกับทฤษฎีการทดลองเพื่อทดสอบการคาดการณ์ทางทฤษฎีที่โดดเด่นเหล่านี้เป็นเรื่องยากมากที่จะดำเนินการ
เนื่องจากคาดว่าคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์จะขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางและ ของท่อนาโนเป็นอย่างมาก นอกเหนือจากปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการวัดทางอิเล็กทรอนิกส์หรือทางแสงบนโครงสร้างที่มีขนาดเพียง 1 นาโนเมตร สิ่งสำคัญคือต้องได้รับข้อมูลเกี่ยวกับความสมมาตรของท่อนาโน (เช่น ค่าnและm )
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
