بهبود الکترود گرافنی در باتری ها با استفاده از هیدروژل
محققان آزمایشگاه ملی لورنس نشان دادند که اگر الکترودهای مورد استفاده در باتری های یون لیتیم با هیدروژل پوشش داده شود، عملکرد و سرعت شارژ آن بهبود می یابد.
باتری های یون لیتیم به عنوان باتری های قابل شارژ در ادوات الکترونیکی استفاده می شوند. در این باتری ها، یون لیتیم از الکترود منفی به سوی الکترود مثبت حرکت می کند و در حین شارژ شدن مسیر عکس را طی می کند.
تقاضای روزافزون برای این نوع باتری ها موجب شده تا محققان به دنبال افزایش کارایی و عملکرد آن ها باشند. اتصال یون های لیتیم به باتری موجب تأثیرگذاری روی عوامل مختلفی نظیر ولتاژ، ظرفیت و دانسیته انرژی می شود. بنابراین، هر تغییری روی شکل، ساختار و شیمی الکترودها موجب تأثیر شگرفی روی یون های متصل شده الکترود می شود.
محققان این پروژه نشان دادند، الکترودهای نانوفوم گرافنی که با هیدروژل پوشانده شده می تواند ظرفیت بالایی داشته و سرعت بالاتری را تجربه کند.
موریس وانگ از محققان این پروژه می گوید: یافته های اخیر ما نشان می دهد که می توان طراحی ویژه ای برای الکترودهای گرافنی به کار برد.
باتری های یون لیتیم در حال بسط و گسترش بوده و در حال حاضر در خودروها و ادوات فضایی از این باتری ها استفاده می شود. در حال حاضر باتری های سربی رایج است که درصورت موفقیت تجاری باتری های یون لیتیم، این باتری ها می توانند جایگزین همتایان سربی خود شوند. بنابراین، باتری های سبک و کم خطر جایگزین باتری های سربی می شوند که برای محیط زیست خطرناک هستند.
گلوگاه تجاری شدن باتری ها و ابرخازن های گرافنی، امکان تولید انبوه آن ها با قیمت پایین است. روش های شیمیایی سنتز این باتری موجب باقی ماندن مقادیر زیادی هیدروژن در سطح گرافن می شود که اثرات ناخواسته ای دارد.
به گزارش ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، این گروه تحقیقاتی نشان دادند که با استفاده از هیدروژل و به کار بردن آن در سطح الکترود می توان عملکرد این باتری ها را بهبود داد. هیدروژل با نقص های ساختاری گرافن برهم کنش داده و موجب باز شدن شکاف هایی در سطح گرافن می شود که یون های لیتیم از طریق همین شکاف ها به داخل الکترود نفود می کنند.
