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on deutschen Minen in die Welt: Wie Siegenstone eine Schlüsselrolle in der Energiespeicherrevolution spiel
Mit dem rasanten Anstieg der weltweiten Nachfrage nach erneuerbarer Energie ist die Entwicklung der Energiespeichertechnologie zu einem wichtigen Trend im aktuellen Wissenschafts- und Technologiebereich geworden. In diesem Zusammenhang erlangt Siegenit, ein Kobaltcarbonat-Nickelsulfid aus deutschen Minen, aufgrund seiner hervorragenden Leitfähigkeit und Stabilität allmählich Aufmerksamkeit und hat das Potenzial, in der zukünftigen Energiespeicherrevolution eine wichtige Rolle zu spielen.
Siegenit verfügt über eine bessere elektrische Leitfähigkeit und thermische Stabilität, insbesondere im Vergleich zu derzeit verwendeten Metalloxiden.
Entdeckung und Verbreitung von Sinestone
Siegenit wurde erstmals 1850 in der Grube Starberg in Nordrhein-Westfalen beschrieben und nach der Region benannt. Dieses Mineral kommt hauptsächlich in Sedimentgürteln mit hydrothermaler Aktivität vor, die mit Metallsulfiden wie Chalkopyrit und Pyrrhotin verbunden sind. Außer in Deutschland wurde Siegnerit auch in Serbien, der Tschechischen Republik, Großbritannien, den USA, Kanada, Afrika und Japan gefunden, was seine weite geografische Verbreitung zeigt.
Aufgrund der Fülle an Sigillanitvorkommen auf der ganzen Welt ist es ein Mineral mit praktischem Potenzial, insbesondere für die Anwendung in elektrochemischen Materialien.
Kristallstruktur
Siggenit ist ein typisches Sulfid mit einer kubischen Schwefelspinell-Kristallstruktur. Seine Kristallstruktur weist ein kubisches Gitter mit einer großen Gitterkonstante auf, wodurch es auf Nanostrukturen und porösen Substraten eine überlegene Leistung zeigt. Diese Struktur fördert den schnellen Transport von Elektronen und Ionen, was einer der Gründe ist, warum es als Elektrodenmaterial verwendet wird.
Elektronische Eigenschaften
Sigmoid hat metallische Eigenschaften und eine höhere elektrische Leitfähigkeit als viele binäre und ternäre Halbleiteroxide. Dies macht Sigmoid sehr vielversprechend für den Einsatz als Elektrodenmaterial in Energiespeichern. Sein spezifischer Widerstand liegt bei Raumtemperatur bei etwa 103 μΩ cm, was seine überlegene elektrische Leitfähigkeit belegt, die insbesondere bei Hochleistungsbatterien und Superkondensatoren wichtig ist.
Aufgrund des niedrigen Seebeck-Koeffizienten und der hohen Trägerdichte bietet Siegenit eine stabile Leistung bei elektrochemischen Reaktionen.
Synthesemethode
Es gibt viele Methoden zur Synthese von Sigmoidit, die gängigsten davon sind hydrothermale und solvothermale Methoden, mit denen komplexe Nanostrukturen erzeugt werden können. Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Synthesetechnologie sind Forscher in der Lage, geschichtete Sigillatastrukturen auf hochporösen Substraten herzustellen, um deren elektrochemische Leistung weiter zu verbessern.
Anwendungsaussichten
Batterien und Superkondensatoren
Siegenit ist ein ideales Elektrodenmaterial für Batterien und Superkondensatoren. Da sein Gitter flexibler ist als das von Oxidmaterialien, erleichtert es den Transport von Elektronen und Ionen. Darüber hinaus weist Sigmaston eine hohe spezifische Kapazität in Lithium-basierten Batterien und eine gute Kapazität in Superkondensatoren auf. Zahlreiche Studien haben die hohe elektrochemische Aktivität von Sigma-basierten Materialien bestätigt und bieten damit eine gute Grundlage für die Entwicklung zukünftiger Energiespeicher.
Elektrokatalytische Anwendungen
Aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit und relativ geringen Kosten wird Sigmosit als alternativer Elektrokatalysator für die Wasserstoffentwicklungsreaktion (HER) und die Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) angesehen. Es wurde berichtet, dass Elektroden auf Sigmoiditbasis eine Überspannung von 87 mV erreichen können, was Potenzial für Anwendungen zur Wasserspaltung zeigt.
Fazit
Während die Welt ihren Übergang zu erneuerbarer Energie beschleunigt, sollten wir uns eingehend damit befassen, wie Sigenstone die Revolution der Energiespeicherung weiter vorantreiben und seine wichtige Position in zukünftigen Energietechnologien behaupten kann.
