Wissenschaftler kündigen neue ultrastabile 2D-Materialien für schnell ladbare Batterien an

Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat eine neue Familie von zweidimensionalen topologischen Tellurid-Materialien in Aussicht gestellt, die die Leistung und Stabilit?t zukünftiger Lithium-Ionen- und Natrium-Ionen-Batterien drastisch verbessern k?nnten.

Die Studie, die modernste theoretische Modellierung mit globaler Zusammenarbeit kombiniert, wurde von Forschern der Tianjin-Universit?t in China geleitet. Die Ergebnisse wurden kürzlich in ?Advanced Science“ ver?ffentlicht.

Die Materialien HfTiTe4, ZrTiTe4 und HfZrTe4 wurden mithilfe der First-Principles-Berechnung identifiziert – einer leistungsstarken Berechnungsmethode, die Materialien anhand ihrer atomaren Strukturen modelliert. Die Simulationen zeigten, dass diese ultradünnen Schichten sowohl als Anoden als auch als Schwefelkathodenwirte dienen k?nnen und eine au?ergew?hnliche Schnellladef?higkeit, Stabilit?t und thermische Belastbarkeit aufweisen.

?Unsere Ergebnisse zeigen, dass zweidimensionale Tellurid-Monoschichten ein immenses Potenzial für die Stromversorgung von Batterien der n?chsten Generation haben, die schneller laden, eine h?here spezifische Kapazit?t haben und l?nger halten“, sagte Ji Kemeng, Forscher an der Tianjin-Universit?t. ?Sie er?ffnen einen neuen Weg für die Entwicklung effizienter Energiespeichermaterialien mithilfe theoretischer Berechnungen.“

Die Studie zeigte auch, dass die Tellurid-Monoschichten bei Temperaturen von bis zu 227 Grad Celsius ihre strukturelle und elektronische Stabilit?t beibehalten. Dies erm?glicht den Einsatz in anspruchsvollen Szenarien wie Elektrofahrzeugen, industriellen Speichersystemen und tragbaren Elektronikger?ten, die starken Beanspruchungszyklen oder Hochtemperaturbetrieb ausgesetzt sind.

Die Forschung wurde in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Shanghai Jiao Tong University, der Zhejiang University, der University of Sao Paulo, des Guangdong Technion-Israel Institute of Technology, der University of California in Irvine und der Shenzhen Technology University durchgeführt.