به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، باتریهای لیتیوم یون قدرتمند، قابل حمل و قابل شارژ از اجزای مهم فناوری مدرن هستند که در تلفنهای هوشمند، لپتاپها و وسایل نقلیه الکتریکی یافت میشوند. معمولا گرافیت برای آند یک باتری لیتیوم یون استفاده میشود، اما این ماده کربنی محدودیتهای متعددی دارد.
مارتا هارو از محققان این پروژه میگوید: «هنگام شارژ شدن باتری، یونهای لیتیوم مجبور میشوند از یک سمت باتری یعنی کاتد، از طریق محلول الکترولیت، به سمت دیگر باتری یعنی آند حرکت کنند. سپس، هنگامی که از یک باتری استفاده میشود، یونهای لیتیوم دوباره به داخل کاتد باز میگردند و جریان الکتریکی از باتری آزاد میشود. اما در آندهای گرافیت، شش اتم کربن برای ذخیره یک یون لیتیوم مورد نیاز است؛ بنابراین، دانسیته انرژی این باتریها کم است.»
محققان در حال جستجوی مواد جدیدی هستند که بتواند تعداد یونهای لیتیوم ذخیره شده در آند را افزایش دهد. یکی از امیدوار کنندهترین گزینهها سیلیسیم است که تونها گستردهتر میشوند. در نهایت، ستونهای سیلیکونی منفرد به هم متصل میشوند و یک ساختار طاقی و قوسی را تشکیل میدهند. این ساختار طاقدار محکم است، درست مانند یک گنبد در یک معماری سنتی که همین موضوع موجب استحکام بالای سازه میشود.»
پژوهشگران دریافتند که افزایش مقاومت سازه با افزایش عملکرد باتری نیز همراه است. وقتی دانشمندان آزمایشهای الکتروشیمیایی را انجام دادند، دریافتند که باتری لیتیوم یون ظرفیت شارژ بیشتری دارد. لایه محافظ نیز پایدارتر بود، به این معنی که باتری میتواند چرخه شارژ بیشتری را تحمل کند.