به گزارش ايرنا از ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، محققان آزمايشگاه ملي لورنس نشان دادند كه اگر الكترودهاي مورد استفاده در باتري‌هاي يون ليتيم با هيدروژل پوشش داده شود، عملكرد و سرعت شارژ آن بهبود مي‌يابد.
باتري‌هاي يون ليتيم به‌عنوان باتري‌هاي قابل شارژ در ادوات الكترونيكي استفاده مي‌شوند. در اين باتري‌ها، يون ليتيم از الكترود منفي به سوي الكترود مثبت حركت مي‌كند و در حين شارژ شدن مسير عكس را طي مي‌كند.
تقاضاي روزافزون براي اين نوع باتري‌ها موجب شده تا محققان به دنبال افزايش كارايي و عملكرد آن‌ها باشند. اتصال يون‌هاي ليتيم به باتري موجب تأثيرگذاري روي عوامل مختلفي نظير ولتاژ، ظرفيت و دانسيته انرژي مي‌شود. بنابراين، هر تغييري روي شكل، ساختار و شيمي الكترودها موجب تأثير شگرفي روي يون‌هاي متصل شده الكترود مي‌شود.
محققان اين پروژه نشان دادند، الكترودهاي نانوفوم گرافني كه با هيدروژل پوشانده شده مي‌تواند ظرفيت بالايي داشته و سرعت بالاتري را تجربه كند.
موريس وانگ از محققان اين پروژه مي‌گويد: يافته‌هاي اخير ما نشان مي‌دهد كه مي‌توان طراحي ويژه‌اي براي الكترودهاي گرافني به كار برد.
باتري‌هاي يون ليتيم در حال بسط و گسترش بوده و در حال حاضر در خودروها و ادوات فضايي از اين باتري‌ها استفاده مي‌شود. در حال حاضر باتري‌هاي سربي رايج است كه درصورت موفقيت تجاري باتري‌هاي يون ليتيم، اين باتري‌ها مي‌توانند جايگزين همتايان سربي خود شوند. بنابراين، باتري‌هاي سبك و كم خطر جايگزين باتري‌هاي سربي مي‌شوند كه براي محيط زيست خطرناك هستند.
گلوگاه تجاري شدن باتري‌ها و ابرخازن‌هاي گرافني، امكان توليد انبوه آن‌ها با قيمت پايين است. روش‌هاي شيميايي سنتز اين باتري موجب باقي ماندن مقادير زيادي هيدروژن در سطح گرافن مي‌شود كه اثرات ناخواسته‌اي دارد.
اين گروه تحقيقاتي نشان دادند كه با استفاده از هيدروژل و به كار بردن آن در سطح الكترود مي‌توان عملكرد اين باتري‌ها را بهبود داد. هيدروژل با نقص‌هاي ساختاري گرافن برهم‌كنش داده و موجب باز شدن شكاف‌هايي در سطح گرافن مي‌شود كه يون‌هاي ليتيم از طريق همين شكاف‌ها به داخل الكترود نفود مي‌كنند.
علمي **1354**1440
تاریخ انتشار: ۱۵ آذر ۱۳۹۴ - ۱۱:۳۳
تهران - ايرنا - محققان با اعمال هيدروژل روي سطح الكترودهاي گرافني باتري يون ليتيم، عملكرد اين باتري‌ها را به شكل قابل توجهي بهبود دادند. هيدروژل موجب پوشانده شدن نقص‌هاي ساختاري گرافن مي‌شود.