Il disolfuro di titanio, composto inorganico appartenente ai dicalcogenuri, grazie alla presenza di zolfo, elemento del gruppo 16 dei calcogeni, è noto per le sue interessanti proprietà. Si trova nella categoria dei dicalcogenuri dei metalli di transizione (TMDs) a causa della presenza del titanio, un elemento del blocco d.
Questo materiale ha suscitato grande interesse nel settore dell’elettronica e dell’optoelettronica, trovando applicazioni in dispositivi e sensori elettronici. I calcogenuri dei metalli di transizione mostrano un grande potenziale nelle batterie ricaricabili grazie alla loro stabilità strutturale e al rapido trasporto degli ioni.
Nonostante sia di natura isolante, il disolfuro di titanio può manifestare proprietà semiconduttive o metalliche quando ridotto a pochi strati o a uno strato singolo.
Questo composto fa parte di un gruppo con struttura bidimensionale, caratterizzata da eccellenti proprietà elettriche e termiche. Grazie alla sua struttura a sandwich, con uno strato esagonale di atomi metallici legati in modo covalente e due strati di atomi di calcogeno, il disolfuro di titanio potrebbe rappresentare un’alternativa al grafene.
Esistono diversi metodi per produrre il disolfuro di titanio stratificato in 2D, tra cui l’esfoliazione a flusso comprimibile (CFE), l’esfoliazione in fase liquida (LPE) e la deposizione chimica da vapore (CVD). Recentemente, sono stati sviluppati anche metodi di intercalazione elettrochimica per ottimizzare le proprietà elettroniche dei solidi stratificati.
Questo composto offre notevoli proprietà utili in ambito elettronico, ottico, del trasporto, dell’energia e della catalisi, dimostrando un grande potenziale nell’optoelettronica e nel recupero di energia.
Il disolfuro di titanio si presenta sotto forma di una polvere gialla o grigia con un odore sgradevole ed è impiegato come lubrificante solido grazie alla sua struttura a strati. È utilizzato anche come materiale per gli elettrodi in diversi dispositivi di accumulo di energia, come le batterie ricaricabili, specie quelle a ioni di litio.
Grazie alle sue caratteristiche, il disolfuro di titanio si candida come un’opzione promettente nel settore delle batterie ricaricabili, con il potenziale di migliorarne efficienza e durata. La proposta di una batteria a ioni di litio con anodo di litio e catodo di disolfuro di titanio è stata premiata con il Nobel per la Chimica nel 2019.
