طراحی باتری‌های سازگار با محیط زیست به کمک یک ماده آلی
به نقل از نیوزسنترال، دانشمندان موسسه "اسکالتک" (Skoltech) روسیه در پژوهش جدید خود، یک ماده آلی را برای نسل جدید ابزارهای ذخیره انرژی معرفی کرده‌اند که ساختار آن از یک طراحی مولکولی پیروی می‌کند.
از آنجا که جهان امروز بیشتر به ابزارهای ذخیره انرژی متکی است، به کارگیری فناوری‌های باتری پایدار که با محیط زیست سازگار هستند، تجزیه آنها به سادگی صورت می‌گیرد، فقط به عناصر فراوان متکی هستند و کم هزینه‌اند؛ اهمیت زیادی دارد. باتری‌های آلی، گزینه‌های مطلوبی برای چنین اهدافی هستند. مواد آلی که انرژی زیادی را ذخیره می‌کنند، به سرعت شارژ می‌شوند، بادوام هستند و امکان تولید آنها در مقیاس بزرگ وجود دارد؛ هنوز توسعه نیافته‌اند.
پژوهشگران موسسه اسکالتک برای رفع این مشکل، از یک "پلیماید" (polyimide) ساده استفاده کرده‌اند که با گرم کردن ترکیبی از "aromatic dianhydride" و "meta-phenylenediamine" به دست می‌آید که هر دو به سادگی قابل دستیابی هستند. این ماده، ویژگی‌های امیدوارکننده‌ای را در ابزارهای گوناگون ذخیره انرژی از جمله باتری‌های مبتنی بر لیتیوم، سدیم و پتاسیم نشان می‌دهد.
انرژی این ماده جدید و خروجی قدرت آن در مقایسه با نمونه‌های پیشین، بالاتر است. این گروه پژوهشی با همکاری پژوهشگران "آکادمی علوم روسیه" (RAS)، دو دلیل را برای عملکرد بهتر این ماده جدید ارائه داده‌اند؛ نخست این که این ماده جدید، ذرات کوچکتری دارد که به انتشار ساده‌تر حاملان بار کمک می‌کند. دوم این که آرایش واحدهای "ایمید" (Imide) مجاور در پلیمر، امکان اتصال مطلوب یون‌های فلز را فراهم می‌کند و به افزایش پتانسیل اکسایـش- کاهش می‌انجامد.
"رومن کاپایف" (Roman Kapaev)، از پژوهشگران این پروژه گفت: نکته جالب این پژوهش فقط بررسی یک ماده آلی دیگر نیست. آنچه ما پیشنهاد می‌کنیم، یک اصل جدید طراحی مولکولی برای پلیمایدهای باتری است. مدتهاست که دانشمندان به این ساختار توجهی نداشته‌اند و به جای آن از "para-phenylenediamine" و یا ساختارهای مشابه استفاده کرده‌اند. نتایج پژوهش ما، نکته خوبی را برای درک نحوه طراحی پلیمایدهای باتری در سطح مولکولی ارائه می‌دهند و شاید به ارائه مواد کاتدی با ویژگی‌های بهتر بیانجامند.
این پژوهش، در مجله "ACS Applied Energy Materials" به چاپ رسید.
منبع: ایسنا
