Chế tạo và nghiên cứu các tính chất của vật liệu compozit trên cơ sở sợi nano carbon ứng dụng làm điện cực linh hoạt cho pin Li-O2 hiệu năng cao

Tên đề tài:  Chế tạo và nghiên cứu các tính chất của vật liệu compozit trên cơ sở sợi nano carbon ứng dụng làm điện cực linh hoạt cho pin Li-O2 hiệu năng cao

Cơ quan quản lý: Bộ Khoa học và Công nghệ – Quỹ Phát triển Khoa học và Công  nghệ Quốc Gia (NAFOSTED)

Thời gian thực hiện: 01/2021-01/2023.

Chủ nhiệm đề tài: TS Bùi Trung Hiếu

Các tổ chức phối hợp chính thực hiện đề tài (nếu có)

• Viện công nghệ hóa học Hàn Quốc (KRICT)

Mục tiêu đề tài:

Mục đích chính của đề tài nghiên cứu là cung cấp một giải pháp mới liên quan đến vật liệu điện cực cathode để có thể phát triển pin LOB với dung lượng, tốc độ phóng nạp, hiệu suất năng lượng, hiệu suất oxy cao hơn cũng như tuổi thọ tốt hơn. Cụ thể, đề tài đặt ra mục tiêu chế tạo vật liệu sợi CNF và compozit của nó xoay quanh phương pháp electrospinning và ứng dụng của vật liệu trong điện cực cathode của pin LOB. Đề tài cũng sẽ tìm hiểu thêm về khả năng xúc tác điện hóa của vật liệu cho các phản ứng ORR/OER của một số hệ khác.

Nội dung nghiên cứu

–        Chế tạo điện cực linh hoạt và không cần các chất liên kết ở các điều kiện khác nhau. Hình thái, độ dẫn điện và cấu trúc graphit của sợi CNF và hiệu quả của việc thay đổi các tính chất trên tới thể hiện điện hóa của pin sẽ được kiểm tra bằng cách điều khiển các yếu tố vật liệu và điều kiện chế tạo

–        Thiết kế thêm các lỗ xốp mở hoặc thêm graphene oxide dọc theo sợi để tăng cường cấu trúc mong muốn. Cấu trúc graphitic cũng như độ dẫn điện và cơ tính của CNF được kỳ vọng có thể được tăng cường bằng cách thêm một lượng nhỏ graphen oxide trong quá trình chế tạo

–        Đánh giá các xúc tác kim loại hiệu quả với giá thành hợp lý dùng cho điện cực cathode pin LOB. Một vài xúc tác kim loại, oxit kim loại hoặc hợp kim sẽ được gắn trực tiếp lên sợi bằng phương pháp electrospinning đồng trục hoặc gắn lên sau bằng phương pháp tổng hợp dung dịch để thúc đẩy tính chất điện hóa của vật liệu.

Sản phẩm đề tài (dự kiến)

–        Bài báo khoa học chuyên ngành: 01 bài báo Tạp chí ISI có uy tín; 01 bài báo Tạp chí quốc tế có uy tín; 01 bài báo Tạp chí quốc gia có uy tín; 01 Hội nghị khoa học quốc tế, quốc gia

–        Đào tạo: 01 Thạc sỹ