Project R-14967

Diamant superbatterijen met hoge vermogens- en energiedichtheid (Onderzoek)

De ontwikkeling van efficiënte, duurzame en aanpasbare supercondensatoren (SC's) blijft een belangrijke uitdaging voor energieopslag en compacte en draagbare elektronische apparaten. Om flexibele SC's met superieure elektrochemische prestaties te bereiken, zijn de juiste elektrode-selectie, het juiste ontwerp en de juiste fabricage van cruciaal belang. Het project is gericht op het ontwerpen en bouwen van nieuwe superbatterijen of nieuwe supercondensatoren met hoge vermogensdichtheden, energiedichtheden en uitstekende mechanische flexibiliteit. De prestaties van SC's worden bepaald door de eigenschappen van de condensatorelektroden en de elektrolyten, zoals capaciteit, capaciteitsbehoud, energiedichtheid en vermogensdichtheid. De groei van diamantcondensatorelektroden, de assemblage van diamantsuperbatterijen met redoxelektrolyten en de fabricage van flexibele diamantsuperbatterijen zullen daarom centraal staan. Van de vele kandidaatmaterialen wordt geleidende diamant, in het bijzonder sterk boor-gedoteerde diamant (BDD) films, erkend als een van de beste condensatorelektroden vanwege zijn unieke eigenschappen zoals metaalachtige geleidbaarheid, hoge elektrochemische activiteit en uitstekende stabiliteit in verschillende media. Ondertussen heeft BDD-film een breed potentiaalvenster, waardoor een hoog werkspanningsbereik mogelijk is in zowel waterige als organische oplossingen. Wanneer BDD-films dun of nanogestructureerd zijn, vertonen ze flexibiliteit en kunnen ze gebogen worden, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen die mechanische flexibiliteit vereisen. Het project omvat de groei van diamantdoeken en gerelateerde BDDcomposieten als condensatorelektroden, met behulp van een MWCVD-techniek en voorbehandeling en seeding van koolstofdoeken met diamantnanodeeltjes. Het project zal ook de diamantkwaliteit, elektrochemische eigenschappen, interface-eigenschappen en mechanische stabiliteit van de diamantsuperbatterijen onderzoeken, evenals hun capacitieve gedrag, energie/vermogensdichtheid en flexibiliteit.

01 juli 2024 - 30 november 2025