(PhysOrg.com) -- En soi, dioxyde de titane (TiO 2 ) est une très mauvaise électrode. Les électrons se déplacent très lentement à travers le matériau - si lentement, En réalité, que cela peut prendre des années pour remplir un morceau de TiO d'un millimètre d'épaisseur 2 . Cependant, les choses changent quand le TiO 2 est extrêmement fin :un morceau de TiO de 10 nm d'épaisseur 2 peut être rempli d'électrons en quelques millisecondes. Inspiré par cette capacité, des scientifiques ont récemment étudié si TiO 2 pourrait être utile pour fabriquer des batteries de grande capacité.

Une équipe de scientifiques, Fei-Fei Cao, et al., d'institutions en Chine et en Allemagne, ont découvert que l'application d'une fine couche de TiO 2 à l'extérieur des nanotubes de carbone (CNT) peut créer des nanocâbles coaxiaux. Les nanocâbles peuvent ensuite être transformés en un solide cristallin qui s'avère très efficace pour piéger les ions lithium et transporter rapidement les électrons - bien mieux que TiO. 2 ou CNTs seuls.

"D'une part, le noyau CNT fournit suffisamment d'électrons pour le stockage du lithium dans le TiO 2 gaine, », ont écrit les chercheurs dans une étude publiée dans Chimie des Matériaux . "D'autre part, le CNT lui-même peut également stocker du lithium, cette cinétique de stockage étant, à son tour, amélioré par la présence du TiO nanoporeux 2 … [qui] permet un accès rapide aux ions lithium de l'électrolyte liquide.

Ces avantages symbiotiques pourraient directement conduire à des améliorations des batteries lithium-ion qui utilisent des anodes à base de nanocâbles. Les chercheurs ont découvert que les nouvelles anodes offrent des améliorations de la capacité de stockage, taux de libération, et les performances de cyclisme par rapport au CNT pur ou au TiO pur 2 . Les nanocâbles avaient également une bonne fiabilité, montrant presque aucune perte de capacité après cent cycles.

Ces capacités sont également compétitives avec les anodes à base de graphite, qui sont couramment utilisés dans les batteries lithium-ion d'aujourd'hui. Plus, les nanocâbles sont faciles à réaliser et constitués de matériaux peu coûteux, ce qui pourrait les rendre attrayants pour un usage commercial.

« Ce comportement symbiotique fascinant et le fait que la morphologie du câble permet une utilisation efficace de cette symbiose font que cette solution répond extrêmement bien aux exigences des batteries lithium-ion, », ont écrit les chercheurs.

Les scientifiques espèrent que cette démonstration des avantages synergiques des matériaux hybrides pourrait motiver de nouvelles recherches sur l'utilisation de matériaux hybrides pour d'autres dispositifs de stockage d'énergie, comme les supercondensateurs.

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