Óxido de alta entropía sub-1 nm con agrupación de polioxometalatos

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• La electroquímica

Sus antecedentes:

• Los óxidos de alta entropía (HEOs) poseen propiedades únicas, pero controlar sus dimensiones a nanoescala sigue siendo un desafío.
• Los materiales a escala sub-1 nanómetro ofrecen un rendimiento mejorado, pero son difíciles de sintetizar con un control preciso.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia versátil para sintetizar nanocables de óxido de alta entropía (HEO-SNW) de sub-1 nanómetro con composición y morfología controlables.
• Investigar la aplicación de estos nuevos materiales HEO como ánodos en las baterías de iones de sodio.

Principales métodos:

• Se utilizaron grupos de polioxometalato (POM) como plantilla para incorporar múltiples óxidos metálicos inmiscibles en nanocables de menos de 1 nm.
• HEO-POM SNWs sintetizados en condiciones suaves (140 °C) con regulación flexible de las especies de óxido metálico y POM.
• Se evaluó el rendimiento electroquímico de los SNW HEO-POM como ánodos en baterías de iones de Na.

Principales resultados:

• Con éxito sintetizó una amplia gama de HEO-POM SNWs altamente ordenados en la escala sub-1 nm.
• Demostró propiedades electroquímicas superiores en baterías de iones de Na, con un rendimiento mejorado con el aumento de las especies de óxidos metálicos.
• Logró una excelente estabilidad y una larga vida útil, conservando una capacidad del ~92% después de 5000 ciclos a 10C.

Conclusiones:

• La estrategia desarrollada con plantilla POM permite una síntesis fácil y controlable de HEOs sub-1 nm.
• Los SNW de HEO-POM muestran un potencial significativo como materiales de ánodo de alto rendimiento para baterías de iones de sodio.
• Este trabajo proporciona nuevos conocimientos sobre el diseño y la preparación de HEOs a nanoescala en condiciones suaves.