Naukowcy z Wydziału Chemii oraz Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych UW uczestniczyli w pracach nad syntezą i charakterystyką materiałów typu 2D służących do szybkiego magazynowania dużych ilości energii elektrycznej. Wyniki prac zostały opublikowane w  „Nature Materials”.

Międzynarodowy zespół badaczy m.in. z Uniwersytetu Warszawskiego, Politechniki Drezdeńskiej (Technische Universität Dresden) oraz Politechniki w Brnie (Vysoké učení technické v Brně) opracował metodę syntezy nowoczesnych, niezwykle efektywnie gromadzących energię elektryczną, MXenów o uporządkowanej dwuwymiarowej strukturze, rozdzielanych boranami, które wykazują znacząco lepsze właściwości transportu i magazynowania ładunku w porównaniu z dotychczasowymi materiałami. Nowy materiał przeznaczony jest do szybkiego magazynowania dużych ilości energii elektrycznej.

Przeprowadzone badania struktury materiału oraz wykonane z ekstremalną rozdzielczością analizy składu umożliwiające umiejscowienie pojedynczych atomów w warstwach pozwoliły na optymalizację syntezy i przyczyniły się do wyjaśnienia zdolności do gromadzenia ładunków elektrycznych wytwarzanych MXenów. Powstałe materiały znajdą zastosowanie w konstruowaniu wydajnych superkondensatorów.

W pracach badawczych ze strony Uniwersytetu Warszawskiego brało udział trzech naukowców: prof. Mikołaj Donten z Wydziału Chemii, dr Kamil Sobczak oraz prof. Ehrenfried Zschech z Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych.

– Wyniki projektu otwierają nowe możliwości dla rozwoju MXenów i ich zastosowań w różnych dziedzinach. Zamierzamy przeprowadzić dalsze badania nad krystalicznymi polimerami w zastosowaniu do wodnych baterii cynkowych. Zakładamy, że takie akumulatory będą wykazywać wysoką stabilność cykliczną i zachowywać swoją pojemność nawet po kilkunastu tysiącach cykli ładowania i rozładowania – mówi dr Kamil Sobczak.

Prace zostały przeprowadzone przez międzynarodowe konsorcjum M-ERA.NET, stanowiące sieć naukowo-technologiczno-innowacyjną 49 instytucji partnerskich z 35 krajów na całym świecie. Projekt realizowany przez konsorcjum w dziedzinie badań nad nowymi materiałami jest finansowany ze środków Unii Europejskiej.

Wyniki badań nad syntezą i charakterystyką MXenów 2D zostały opublikowane w czasopiśmie „Nature Materials”.