Bericht aus Indien

Laut Firmenangaben wird nur geschmolzenes Salz benötigt, um die Vorläufermaterialien aufzulösen, die dann direkt auf Aluminiumfolie abgeschieden werden können, um die Elektrode herzustellen (Abbildung 1). Lithiumhydroxid oder Lithiumsulfat in technischer Qualität (etwa zu 80 % rein) können im neuen Verfahren verwendet werden. Sogar unreines Lithiumchlorid aus Salzwasserquellen oder das Bergbaukonzentrat aus der Verarbeitung von Hartgestein sind untersucht und als geeignet eingestuft worden. Sobald Lithium in der Salzschmelze verwendet wird, kann Siliciumdioxid isoliert und für die Anode verwendet werden, wobei raffiniertes Cobalt als wertvolles Nebenprodukt gewonnen werden kann. Da das Salzschmelzebad keine organischen Stoffe enthält, ist keine Rückgewinnung oder erneute Destillation des Lösungsmittels erforderlich, was bei herkömmlichen Batterieherstellungsprozessen eine erhebliche Energiequelle darstellt.

https://xerionbattery.com/; https://www.researchgate.net/publication/342215318

Atomlagenabscheidung Rutheniums auf 2D-gefertigtem V-MXen

MXene sind 2D-Carbide/Nitride/Carbonitride, eine breite Klasse, die eine Vielfalt anorganischer Nanomaterialien mit der allgemeinen Formel Mn+1XnTx umfasst, wobei M für die frühen Übergangsmaterialien steht und X Kohlenstoff/Stickstoff sein kann. Die ursprüngliche MAX-Phase (A=Element der 3. oder 4. Hauptgruppe) wird mit HF oder LiF/HCl geätzt, um die entsprechende MXen-Phase mit funktionellen Endgruppen wie -F oder -Cl, -OH, -O durch die Verarbeitung von nasschemischen Materialien zu erhalten. Die industrielle Relevanz von MXenen wächst aufgrund ihrer gewünschten optischen, elek­trischen, mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften, ihrer intrinsischen Hydrophilie, ihrer einfachen Verarbeitung und ihrer Skalierbarkeit mit einfacher Kontrolle und Einstellbarkeit der Stöchiometrie. Von den Oberflächen der Übergangsmetalloxide kann eine schnelle Redoxreaktion für schnell aufladende Geräte wie Pseudokondensatoren mit hoher Energiedichte erwartet werden. Im Gegensatz zum Graphen, bei dem die Abtrennung der benötigten atomlagendünnen Schichten mit wenig Kraftaufwand durch mechanische Trennung möglich ist, ist bei MXenen eine chemische Trennung erforderlich. In Kombination mit Polymeren, Keramiken, Metallen und kohlenstoffbasierten Materialien, einschließlich Nanoröhren (CNT), Graphen und mesoporösem Kohlenstoff, bilden MXene interessante Nanokomposite. MXene besitzen ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, weshalb sie als ideale Verstärkungsmittel für metallische Werkstoffe wie Cu oder Al in Betracht gezogen werden.

Ein internationales Team von Wissenschaftlern an vier Universitäten in Süd-Korea hat mittels Atomlagenabscheidung (ALD) Ruthenium auf delaminiertes V-MXen gebracht, um Kontakt- und berührungslose Echtzeit-Temperatursensorikanwendungen an der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine zu entwickeln (Abbildung 2).Abb. 2: Synthetisiertes, delaminiertes V2CTX-MXen (DM-V2CTX) zur Entwicklung von Ru-ALD Engineered DM-V2CTX (Ru@DM-V2CTX) / Quelle: Creative Commons 4.0 

Thermische Sensoren auf der Basis von V-MXen sind bereits bekannt, und zwar aufgrund des einzigartigen negativen Temperaturkoeffizienten von V-MXen, der thermoelektrischen Eigenschaften und des Dotierungseffekts von Ru-Atomen und -Clustern, der durch den Tunneltransport von Ladungsträgern zwischen den Flocken vermittelt wird. Der mit Ru-ALD entwickelte V-MXen-Sensor hat eine um 300 % höhere Temperatur-Empfindlichkeit. Weitere Anwendungsmöglichkeiten wie berührungslose Berührung und Atemüberwachung beruhen auf dieser Entwicklung.

Um die Umgebung zu schützen und die Skalierbarkeit nicht zu beeinträchtigen, konnte mit einer milden in-situ-Ätztechnik darüber hinaus ein delaminiertes V-MXen erfolgreich hergestellt werden. Die Autoren vermuten, dass diese neuartige, auf V-MXen basierende Sensorelektrode und ihre präzise, kontrollierte Modifikation durch ALD zur Entwicklung flexibler elektronischer Textilmaterialien für die mobile Gesundheitsfürsorge und berührungslose Mensch-Maschine-Schnittstellen-Anwendungen motivieren könnte.

Adv. Sci. 2023, 10, 2206355

Indo-German Science & Technology Centre

Das IGSTC wurde als gemeinsame Initiative des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie der indischen Regierung und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung der deutschen Regierung gegründet, um die deutsch-indische F&E-Vernetzung durch substanzielle Interaktionen zwischen der Regierung, dem akademischen Bereich/Forschungssystem und der Industrie zu vereinfachen und dadurch die Innovation für die allgemeine wirtschaftliche und gesellschaftliche Entwicklung in beiden Ländern zu fördern. Inhaltlich will sich das IGSTC 2024 mit der Nutzung von künstlicher Intelligenz zur Förderung von Nachhaltigkeit beschäftigten.

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