Reversible und schnelle Einlagerung von Kalzium in Molybdän-Vanadium-Oxide

Titel	Reversible und schnelle Einlagerung von Kalzium in Molybdän-Vanadium-Oxide
Autoren	Aniruddha S. Lakhnot, Kevin Bhimani, Varad Mahajani, Reena A. Panchal, Shyam Sharma, Nikhil Koratkar
Zeitschrift	Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Datum	07/21/2022
DOI	10.1073/pnas.2205762119
Einführung	Die nachhaltige Nutzung von Lithium in Energiespeicheranwendungen steht aufgrund von Knappheit, hohen Kosten und Sicherheit vor Herausforderungen. Kalzium ist eine attraktive Alternative für Batteriesysteme, da es reichlich vorhanden und erschwinglich ist. Der größere Ionenradius und die höhere Ladungsdichte von Kalziumionen im Vergleich zu Lithium behindern jedoch in der Regel die Diffusionskinetik und verringern die zyklische Stabilität. In dieser Forschungsarbeit wird eine wässrige Kalzium-Ionen-Batterie vorgestellt, die orthorhombische, trigonale und tetragonale Polymorphe von Molybdän-Vanadium-Oxid (MoVO) als geeignete Wirte für Kalzium-Ionen verwendet. Die orthorhombischen und trigonalen MoVO-Strukturen zeigen eine bessere Leistung als die tetragonale Form. Diese verbesserte Fähigkeit wird auf das Vorhandensein ausgedehnter hexagonaler und heptagonaler Tunnel innerhalb ihrer Kristallstrukturen zurückgeführt, die einen effizienten Kalziumionentransport ermöglichen. Insbesondere trigonale MoVO erreichten eine spezifische Kapazität von etwa 203 mAh g-¹ bei einer Rate von 0,2C und behielten eine Kapazität von etwa 60 mAh g-¹ auch bei einer deutlich schnelleren Rate von 20C bei. Darüber hinaus trugen diese tunnelförmigen trigonalen und orthorhombischen Polymorphe zu einer verbesserten zyklischen Stabilität und Reversibilität bei. Die aktuelle Literatur legt nahe, dass MoVO eine der besten Leistungen aufweist, die bisher für die Speicherung von Kalziumionen berichtet wurden.
Zitat	Aniruddha S. Lakhnot, Kevin Bhimani und Varad Mahajani et al. Reversible und schnelle Kalziumeinlagerung in Molybdän-Vanadium-Oxide. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2022. Vol. 119(30). DOI: 10.1073/pnas.2205762119
Element	Kalzium (Ca) , Lithium (Li) , Molybdän (Mo) , Vanadium (V) , Sauerstoff (O)
Materialien	Kristalle
Industrie	Energiespeicherung und Batterien , Forschung & Labor

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