دانشمندان کره‌جنوبی با بهره‌گیری از دانش نانو، پیشرفتی چشمگیر در عملکرد باتری‌های لیتیوم-یون حاصل کرده‌اند که می‌تواند در آینده نقشی کلیدی در خودروهای برقی، دستگاه‌های الکترونیکی و سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی بازی کند.
این تحقیق ثمرة همکاری تیم دانشگاه دونگوک به رهبری پروفسور «جه مین اوه» و دانشگاه ملی کیونگ‌بوک زیر مدیریت پروفسور «سونگ مین پک» است. نتایج در نشریه «Chemical Engineering Journal» منتشر شده‌اند. قلب این نوآوری یک ماده ترکیبی در مقیاس نانو است که از اکسید گرافن افت‌یافته (rGO) و هیدروکسید دولایه نیکل-آهن (NiFe-LDH) ساخته شده است.
🔗 بیشتر بخوانید: تماس با کسب‌وکارها و خلاصه مقالات_آیندگان
اکسید گرافن افت‌یافته رسانایی بسیار بالا برای عبور سریع الکترون‌ها دارد و ترکیب نیکل و آهن به‌صورت شبه‌خازن شارژ را ذخیره می‌کند. ویژگی منحصر‌به‌فرد این ماده، ساختاری توخالی و کروی‌شکل است که به‌صورت لایه‌لایه طراحی شده و به‌شکل قابل‌توجهی پایداری و رسانایی را ارتقا می‌دهد.
فرایند ساخت این ماده با استفاده از ذرات پلی‌استایرن به عنوان قالب آغاز می‌شود که پس از پوشانده شدن با پیش‌ماده‌های گرافن و نیکل-آهن، طی یک فرآیند حرارتی به ترکیبی متشکل از اکسید نیکل-آهن بلوری و اکسید نیکل آمورف تبدیل می‌شود. در میانه‌رو، اکسید گرافن نیز به شکل رسانا در می‌آید تا ساختار نهایی از نظر الکتریکی بهینه شود.
🔗 بیشتر بخوانید: سرگذشت همه‌ی فیلم‌های DCEU + جدول و خط وقتی
بهینه‌سازی عملکرد باتری لیتیوم-یون در تست‌ها
بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، این آند جدید توانسته حتی پس از ۵۸۰ چرخه شارژ، ظرفیت اختصاصی‌ای معادل ۱۶۸۷.۶ میلی‌آمپرساعت بر گرم را حفظ کند که عملکرد آن برتری بسیاری از مواد متداول را دارد. ساختار توخالی و یکپارچه این ماده از تماس مستقیم ذرات فعال با الکترولیت جلوگیری کرده و مانع کاهش ظرفیت و تخریب ساختار در طول زمان می‌شود.
پروفسور پک در مورد اهمیت این دستاورد می‌گوید:
🔗 بیشتر بخوانید: فیلم بیوگرافی ایلان ماسک توسط کارگردان Black Swan ساخته می‌بشود
«این پیروزی نتیجه همکاری متخصصان حوزه‌های گوناگون می‌بود. باور داریم آینده ذخیره‌سازی انرژی نه در بهبود یک ماده، بلکه در طراحی سیستم‌هایی از مواد است که با یکدیگر تعامل و هم‌افزایی دارند.»
وی افزود این پژوهش می‌تواند مسیری روشن برای ساخت باتری‌های کوچک‌تر، با شدت شارژ بالاتر و عمر طولانی‌تر لیتیوم-یون ترسیم کند. انتظار می‌رود این فناوری در ۵ تا ۱۰ سال آینده به کاربردهای تجاری گسترده‌ای در صنعت حمل‌ونقل برقی و شبکه‌های توزیع برق راه یابد.
دسته بندی مطالب
فرهنگ و هنر