Research Initiation Award: Nanoscale fine-tuning of porosity of NiO/carbon hollow nanocomposites templated by polymeric micelles for next generation energy storage devices

研究启动奖:用于下一代储能设备的以聚合物胶束为模板的氧化镍/碳中空纳米复合材料的孔隙率纳米级微调

基本信息

项目摘要

Research Initiation Awards provide support for junior and mid-career faculty at Historically Black Colleges and Universities who are building new research programs or redirecting and rebuilding existing research programs. It is expected that the award helps to further the faculty member's research capability and effectiveness, improve research and teaching at the home institution, and involves undergraduate students in research experiences. The award to North Carolina Agricultural & Technical State University has potential to broaden impacts in several areas. The proposed study will develop one-pot synthetic methods that will have an impact in electrochemical energy storage. The research will result in the development of new tools and fabrication of new materials. Undergraduate students will received training in research, design, development and manufacturing of new materials for energy storage. The goal of the project is to synthesize porous hollow NiO/carbon nanocomposites for electrode materials. A bottom up sol-gel approach will be adopted in which the laboratory synthesized block copolymer and low molecular weight surfactant will be used as template and structure directing agent. The main challenge in sol-gel synthesis is the interaction of inorganic sources with polymer template. The polymeric template will be designed in such a way that it can arrest inorganic/organic source strongly. Fine-tuning of shape, size, porosity, and crystallinity of nanoporous materials will be readily achieved by changing either the template’s molecular weight or its solution properties. This research will provide a greater understanding of combination of soft and hard chemistry to design hierarchical nanoporous hollow NiO/carbon nanocomposites. The nanoporous materials will be explored as an electrode material for supercapacitors. The hollow nanospheres with an interior nickel oxide layer and an exterior carbon layer will protect each of these components from electrochemical dissolution and show improved supercapacitive performance. The project will make a significant contribution to fundamental understanding of the relationships among morphologies, pore structures, and surface atomic structures of electrode materials to enhance the electrochemical properties of energy storage devices.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
研究启动奖为历史悠久的黑人学院和大学的初级和中期教师提供支持,他们正在建立新的研究项目或重新调整和重建现有的研究项目,预计该奖项有助于进一步提高教师的研究能力和有效性,提高教师的研究能力和效率。北卡罗来纳农业技术州立大学的研究和教学,并让本科生参与研究经验,拟议的研究将开发一锅合成方法,产生影响。在电化学方面该研究将导致新工具的开发和新材料的制造,本科生将接受新能源存储材料的研究、设计、开发和制造方面的培训,该项目的目标是合成多孔空心氧化镍。用于电极材料的碳纳米复合材料将采用自下而上的溶胶-凝胶方法,其中实验室合成的嵌段共聚物和低分子量表面活性剂将用作模板和结构导向剂。溶胶-凝胶合成的主要挑战是相互作用。的聚合物模板的设计方式使其可以强烈抑制无机/有机源,通过改变模板的形状、尺寸、孔隙率和结晶度可以轻松实现。这项研究将有助于更好地理解软化学和硬化学的结合,以设计分层纳米多孔中空 NiO/碳纳米复合材料,并将其作为电极材料进行探索。具有内部氧化镍层和外部碳层的中空纳米球将保护这些组件免受电化学溶解,并显示出改进的超级电容性能,该项目将为对形态、孔隙结构、该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Block copolymer templated synthesis of mesoporous WO3/carbon nanocomposites
嵌段共聚物模板合成介孔WO3/碳纳米复合材料
  • DOI:
    10.1007/s10853-022-07564-3
  • 发表时间:
    2022-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    J. Bentley;B. Bastakoti
  • 通讯作者:
    B. Bastakoti
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核壳电晕型模板法合成空心BaSO_4纳米球
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bishnu Bastakoti; Sudhina Guragain; Yuuichi Yokoyama; Shin
  • 通讯作者:
    Shin
Synthesis of Hollow CaCO_3 Nanospheres Templated by Micelles of poly(styrene-b-acrylic acid-b-ethylene glycol) in Aqueous Solutions
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Bishnu Bastakoti; Sudhina Guragain; Yuuichi Yokoyama; Shin
  • 通讯作者:
    Shin
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bishnu Bastakoti; Sudhina Guragain; Yuuichi Yokoyama; Shin
  • 通讯作者:
    Shin
Synthesis of Hollow BaSO_4 Nanospheres Templated by Core-Shell-Corona Type Polymeric Micelles
核壳电晕型聚合物胶束模板合成空心BaSO_4纳米球
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    Bishnu Bastakoti; Sudhina Guragain; Yuuichi Yokoyama; Shin
  • 通讯作者:
    Shin
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  • DOI:
    10.1039/c1nj20671k
  • 发表时间:
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