1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Initiative Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • مدیریت بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمینه استاندارد سازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

بهبود الکترود گرافنی در باتری‌ها با استفاده از هیدروژل

موضوع : انرژی - متفرقه کلمات کلیدی : هیدروژل - محصولات گرافن - نانوفوم تاریخ خبر : 1394/09/15 تعداد بازدید : 1185

محققان با اعمال هیدروژل روی سطح الکترودهای گرافنی باتری یون لیتیم، عملکرد این باتری‌ها را به شکل قابل توجهی بهبود دادند. هیدروژل موجب پوشانده شدن نقص‌های ساختاری گرافن می‌شود.

محققان آزمایشگاه ملی لورنس نشان دادند که اگر الکترودهای مورد استفاده در باتری‌های یون لیتیم با هیدروژل پوشش داده شود، عملکرد و سرعت شارژ آن بهبود می‌یابد.
باتری‌های یون لیتیم به‌عنوان باتری‌های قابل شارژ در ادوات الکترونیکی استفاده می‌شوند. در این باتری‌ها، یون لیتیم از الکترود منفی به سوی الکترود مثبت حرکت می‌کند و در حین شارژ شدن مسیر عکس را طی می‌کند.
تقاضای روزافزون برای این نوع باتری‌ها موجب شده تا محققان به دنبال افزایش کارایی و عملکرد آن‌ها باشند. اتصال یون‌های لیتیم به باتری موجب تأثیرگذاری روی عوامل مختلفی نظیر ولتاژ، ظرفیت و دانسیته انرژی می‌شود. بنابراین، هر تغییری روی شکل، ساختار و شیمی الکترودها موجب تأثیر شگرفی روی یون‌های متصل شده الکترود می‌شود.
محققان این پروژه نشان دادند، الکترودهای نانوفوم گرافنی که با هیدروژل پوشانده شده می‌تواند ظرفیت بالایی داشته و سرعت بالاتری را تجربه کند.
موریس وانگ از محققان این پروژه می‌گوید: «یافته‌های اخیر ما نشان می‌دهد که می‌توان طراحی ویژه‌ای برای الکترودهای گرافنی به کار برد.»
باتری‌های یون لیتیم در حال بسط و گسترش بوده و در حال حاضر در خودروها و ادوات فضایی از این باتری‌ها استفاده می‌شود. در حال حاضر باتری‌های سربی رایج است که درصورت موفقیت تجاری باتری‌های یون لیتیم، این باتری‌ها می‌توانند جایگزین همتایان سربی خود شوند. بنابراین، باتری‌های سبک و کم خطر جایگزین باتری‌های سربی می‌شوند که برای محیط زیست خطرناک هستند.
گلوگاه تجاری شدن باتری‌ها و ابرخازن‌های گرافنی، امکان تولید انبوه آن‌ها با قیمت پایین است. روش‌های شیمیایی سنتز این باتری موجب باقی ماندن مقادیر زیادی هیدروژن در سطح گرافن می‌شود که اثرات ناخواسته‌ای دارد.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که با استفاده از هیدروژل و به کار بردن آن در سطح الکترود می‌توان عملکرد این باتری‌ها را بهبود داد. هیدروژل با نقص‌های ساختاری گرافن برهم‌کنش داده و موجب باز شدن شکاف‌هایی در سطح گرافن می‌شود که یون‌های لیتیم از طریق همین شکاف‌ها به داخل الکترود نفود می‌کنند.
مقالات آموزشی مرتبط