Prisma

Gewebe aus Titancarbid als textile Batterie

MXene – eine neue Werkstoffgruppe

cae | Ein Zweig der Nanotechnik mit zunehmender Bedeutung sind Stoffe mit ein- bis vier-Atom-Schichten. Neben dem gut bekannten Graphen, das nur aus Kohlenstoffatomen besteht, sind seit 2011 verschiedene MXene synthetisiert worden. Die neueste Entwicklung ist ein spinn­bares MXene.

MXene sind Verbindungen bestimmter Metalle (M) wie Titan, Vanadium, Niob und Molybdän mit Kohlenstoff oder Stickstoff (X), doch spielen die Nitride im Vergleich zu den Carbiden derzeit keine große Rolle. Aufgrund ihrer plättchenartigen Struktur haben ­MXene eine sehr große innere Oberfläche, durch die sie sich als Elektroden für Hochleistungsbatterien eignen. Wenn MXene mit Wasser angefeuchtet werden, lassen sie sich beliebig verformen – ein beachtlicher Vorteil gegenüber dem hydrophoben Graphen.

Foto: astrosystem – stock.adobe.com
Wenn die kleine Jackentasche aus Titancarbid-Fasern besteht, kann das Handy dort aufgeladen werden.

Australische Spezialisten in Melbourne haben nun ein Mischmaterial von ca. 88 Prozent (m/m) Titancarbid (Ti3C2) und Graphenoxid synthetisiert, das einen dünnen und dennoch reißfesten Faden bildet, wenn es durch eine Düse gepresst wird. Das „versponnene“ Material lässt sich – wie übrigens auch der ebenfalls anorganische Asbest – zu Gewebe verarbeiten und könnte schon bald an Kleidungsstücken als Tasche appliziert werden, in der man ein Handy verwahrt. Wenn genügend Strom im Gewebe so einer Tasche gespeichert ist, kann diese dann das leere Handy wieder aufladen.

Das Mischmaterial hat eine elektrische Kapazität von 341 Farad und eine Leistungskapazität von 1,7 Watt pro Kubikzentimeter. Diese Werte betragen etwa ein Drittel derjenigen von reinen ­MXenen, sind aber für den Zweck als mobiler Akku völlig aus­reichend. |

Quelle

Seyedin S et al. Knittable energy storing fiber with high volumetric performance made from predominantly MXene nanosheets. J Mater Chem A; Epub 1.11.2017

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