Синтез и характеристика наноматериалов для применения в экономичных электрохимических устройствах

Наноматериалы привлекли значительное внимание как перспективный класс материалов благодаря своим уникальным свойствам и тому, что они охватывают широкий спектр образцов, по меньшей мере одно измерение которых находится в диапазоне от 1 до 100 нм. Целенаправленное конструирование наночастиц позволяет получать чрезвычайно большие площади поверхности. В области экономичных электрохимических устройств для накопления и преобразования энергии наноматериалы стали одним из ключевых направлений исследований. Их исключительные физико-химические свойства обусловили широкое изучение этих материалов с целью повышения производительности и экономической эффективности электрохимических устройств, включая аккумуляторы, суперконденсаторы и топливные элементы. Непрерывная разработка и совершенствование этих высокоэффективных материалов обусловлены потребностью в повышении производительности, связанности и устойчивости при снижении затрат. В настоящем обзоре рассматриваются электрохимические характеристики электродов, систем накопления энергии и электрохимических сенсоров (ES), созданных на основе нанотехнологий. Обсуждается применение нанотехнологий в электрохимии для очистки воды и изучения судьбы веществ в воде, а также рассматриваются зеленые нанотехнологии и создание экономичных высокоточных продуктов электрохимическими методами. Особое внимание уделяется синтезу новых наноматериалов, таких как металлоорганические каркасы (MOFs), ковалентные органические каркасы (COFs) и MXenes, для применения в электрохимических устройствах. Кроме того, исследуется интеграция наноструктур с электрохимическими системами в экономически значимых и перспективных приложениях, а также проблемы, с которыми сталкиваются отрасли, основанные на нанотехнологиях. В статье также рассматривается взаимодействие наноматериалов и биосенсоров, играющих важную роль в электрохимических устройствах. В целом этот обзор представляет собой всесторонний анализ значения наноматериалов для разработки экономичных электрохимических устройств для накопления энергии и ...