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

  • بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمیته استانداردسازی 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 کارایی «باتری سولفور لیتیم» با افزودن گرافن به کاتد

کلمات کلیدی : گرافن - کبالت تاریخ خبر : 1394/10/29 تعداد بازدید : 1267

محققان چینی با افزودن گرافن به کاتد باتری سولفور لیتیم و اصلاح آن با دی‌سولفید کبالت موفق به افزایش کارایی این نوع باتری‌ها شدند.

تقاضا برای باتری‌هایی با دانسیته انرژی بالا به شکل روزافزونی در حال افزایش است. باتری‌های یون لیتیم که به بلوغ فناوری رسیده‌اند به دلیل دانسیته انرژی اندک، قادر به تأمین نیاز نسل جدید سیستم‌های تولید انرژی نیستند.
باتری‌های سوفلور لیتیم یکی از جایگزین‌های پیشنهادی محققان بوده که در آن‌ها از گوگرد به عنوان کاتد و لیتم فلزی به عنوان آند استفاده شده‌است. از نقطه نظر تئوری، این باتری‌ها 3-6 برابر دانسیته انرژی بیشتری نسبت به همتایان یون لیتمی خود دارند.
کیانگ ژانگ از محققان دانشگاه بنجینگ می‌گوید: «دانسیته انرژی بالای باتری‌های سولفور لیتیم به دلیل ساز وکار منحصر به فرد آن‌هاست. تبدیل گوگرد به سولفید لیتیم در واقع یک انتقال فاز است که ظرفیت بیشتری نسبت به ساز وکار باتری‌های یون لیتیم دارد. وجود حد واسطی به نام پلی‌سولفید لیتیم موجب افزایش فرآیند اکسیداسیون و احیا شده و ظرفیت کاتد با این شرایط افزایش می‌یابد.»
وجود این حد واسط هم مزیت و هم اشکال به همراه دارد. حلالیت حد واسط پلی‌سولفید معمولاً با نفوذ همراه است که موجب از دست رفتن گوگرد فعال در الکترولیت شده و در نهایت کارایی فرآیند کاهش می‌یابد. این موضوع از موانع توسعه این باتری‌هاست.
برای حل این مشکل، محققان از عدم انطباق میان پلی سولفید لیتیم و داربست کاتدی نانوکربنی استفاده کردند. این عدم انطباق می‌تواند موجب بازیابی فعالیت از دست رفته فرآیند اکسیداسیون و احیاء شود. مواد نانوکربنی بسیار متخلخل و رسانا هستند و گزینه‌ای مناسب برای ساخت باتری‌های سولفور لیتیم هستند. این نانوکربن‌ها به دلیل سطح غیرقطبی که دارند نمی‌توانند به پلی سولفید بچسبند. محققان با تغییر سطح نانوکربن موفق به اتصال پلی سولفید به نانوکربن شدند. آن‌ها برای این کار از دی‌سولفید کبالت استفاده کردند. این مواد وارد شبکه گرافن شده و با آن ترکیب می‌شود.
کاتد اصلاح شده می‌تواند حدواسط پلی سولفید را جذب کند و کارایی باتری را افزایش دهد. نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Powering Lithium–Sulfur Battery Performance by Propelling Polysulfide Redox at Sulfiphilic Hosts در نشریه Nano Letters منتشر شده‌است.
مقالات آموزشی مرتبط