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Gemischte Übergangsmetalloxide: Design, Synthese und energierelevante Anwendungen

Authors

  • Dr. Changzhou Yuan,

    1. School of Chemical and Biomedical Engineering, Nanyang Technological University, 62 Nanyang Drive, Singapur, 637459 (Singapur) http://www.ntu.edu.sg/home/xwlou/
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  • Hao Bin Wu,

    1. School of Chemical and Biomedical Engineering, Nanyang Technological University, 62 Nanyang Drive, Singapur, 637459 (Singapur) http://www.ntu.edu.sg/home/xwlou/
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  • Prof. Yi Xie,

    Corresponding author
    1. Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale, University of Science & Technology of China, Hefei, Anhui 230026 (V.R. China)
    • Yi Xie, Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale, University of Science & Technology of China, Hefei, Anhui 230026 (V.R. China)

      Xiong Wen (David) Lou, School of Chemical and Biomedical Engineering, Nanyang Technological University, 62 Nanyang Drive, Singapur, 637459 (Singapur) http://www.ntu.edu.sg/home/xwlou/

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  • Prof. Xiong Wen (David) Lou

    Corresponding author
    1. School of Chemical and Biomedical Engineering, Nanyang Technological University, 62 Nanyang Drive, Singapur, 637459 (Singapur) http://www.ntu.edu.sg/home/xwlou/
    • Yi Xie, Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale, University of Science & Technology of China, Hefei, Anhui 230026 (V.R. China)

      Xiong Wen (David) Lou, School of Chemical and Biomedical Engineering, Nanyang Technological University, 62 Nanyang Drive, Singapur, 637459 (Singapur) http://www.ntu.edu.sg/home/xwlou/

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Abstract

Seit kurzem findet eine Familie gemischter Übergangsmetalloxide (mixed transition-metal oxides, MTMOs; beschrieben durch AxB3−xO4; A, B=Co, Ni, Zn, Mn, Fe usw.) mit stöchiometrischen oder gar nichtstöchiometrischen Zusammensetzungen (typischerweise in Spinellstruktur) weltweit Interesse. Diese MTMOs dürften dank ihrer ausgezeichneten elektrochemischen Eigenschaften große Bedeutung für kostengünstige und umweltfreundliche Technologien zur Energiespeicherung/-umwandlung erlangen. In diesem Aufsatz fassen wir die jüngsten Fortschritte beim rationalen Design von MTMOs mit steuerbaren Formen, Größen, Zusammensetzungen und Mikro-/Nanostrukturen sowie ihren Anwendungsmöglichkeiten zusammen, z. B. als Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien und elektrochemische Kondensatoren oder als effiziente Elektrokatalysatoren bei der Sauerstoffreduktionsreaktion in Sauerstoff/Luft-Batterien und Brennstoffzellen. Zum Schluss diskutieren wir die weitere mögliche Entwicklung von MTMOs für die nächste Technologiegeneration der elektrochemischen Energiespeicherung/-umwandlung.

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