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Subject: Degradation × WGL Institute: IFWD ×

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    Sonication-assisted liquid phase exfoliation of two-dimensional CrTe3 under inert conditions
    (Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, 2023) Synnatschke, Kevin; Moses Badlyan, Narine; Wrzesińska, Angelika; Lozano Onrubia, Guillermo; Hansen, Anna–Lena; Wolff, Stefan; Tornatzky, Hans; Bensch, Wolfgang; Vaynzof, Yana; Maultzsch, Janina; Backes, Claudia
    Liquid phase exfoliation (LPE) has been used for the successful fabrication of nanosheets from a large number of van der Waals materials. While this allows to study fundamental changes of material properties’ associated with reduced dimensions, it also changes the chemistry of many materials due to a significant increase of the effective surface area, often accompanied with enhanced reactivity and accelerated oxidation. To prevent material decomposition, LPE and processing in inert atmosphere have been developed, which enables the preparation of pristine nanomaterials, and to systematically study compositional changes over time for different storage conditions. Here, we demonstrate the inert exfoliation of the oxidation-sensitive van der Waals crystal, CrTe3. The pristine nanomaterial was purified and size-selected by centrifugation, nanosheet dimensions in the fractions quantified by atomic force microscopy and studied by Raman, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and photo spectroscopic measurements. We find a dependence of the relative intensities of the CrTe3 Raman modes on the propagation direction of the incident light, which prevents a correlation of the Raman spectral profile to the nanosheet dimensions. XPS and EDX reveal that the contribution of surface oxides to the spectra is reduced after exfoliation compared to the bulk material. Further, the decomposition mechanism of the nanosheets was studied by time-dependent extinction measurements after water titration experiments to initially dry solvents, which suggest that water plays a significant role in the material decomposition.
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    Verbundprojekt: Batterie – Stationär in Sachsen (BaSta), Teilvorhaben: Leibniz IFW : Schlussbericht ; Berichtszeitraum: 01.11.2012-30.04.2016
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2016) Eckert, Jürgen; Giebeler, Lars
    Die Entwicklung und Umsetzung umfasst eines völlig neuartigen Batteriekonzeptes, der die Vorteile der bisherigen Na-S-Hochtemperaturbatterien (z.B. niedrige Kosten und hohe Verfügbarkeit der notwendigen Rohstoffe) mit der Performance moderner Lithium-Ionenbatterien, jedoch auf Na-Ionenbasis, im Niedertemperaturbereich verknüpft. Dazu müssen neue Elektroden- bzw. Separatormaterialien mit vorteilhafter Interaktion und Degradationsstabilität in verschiedenen neuartigen Elektrolyten entwickelt werden. Darüber hinaus werden geeignete Verfahren zur Herstellung und Fertigung dieser Komponenten zu Niedertemperatur-Na-S-Batterien generiert. Die Ziele sollen durch die außerordentlich enge Vernetzung mehrerer Professuren der TU Dresden mit verschiedenen Instituten der Fraunhofer Gesellschaft, dem Leibniz IFW Dresden e.V. und der TU Bergakademie Freiberg erreicht werden. Der Arbeitsplan sieht eine 'bottom up' Strategie von der Materialentwicklung und Charakterisierung über die Werkstoffprozessierung hin zur Systementwicklung und -charakterisierung vor. Die universitären Einrichtungen arbeiten dabei vorwiegend grundlagenorientiert auf dem Gebiet der Materialentwicklung für einen völlig neuen Batterietyp. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden unmittelbar in die anwendungsorientierte Forschung überführt. Entscheidend ist die interaktive Zusammenarbeit zu allen Zeitpunkten und auf allen Ebenen des Gesamtvorhabens.