تقویت باتری‌ها با فناوری نانو

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه رایس، نوعی ماده‌ی مرکب از نانولوله‌های کربنی و اکسیدهای فلزی ساخته است که اگر به عنوان الکترود در باتری به کار رود، می‌تواند کارآیی باتری‌های لیتیومی را افزایش دهد.

با توسعه‌ی خودروهای الکتریکی و سایر فناوری‌های وابسته به باتری، نیاز جهان به باتری‌های بادوام‌تر روز به روز در حال افزایش است. به عقیده‌ی این محققان، چنین ابداعاتی برای پاسخ گویی به این نیاز، بسیار اهمیت دارد.

این تیم تحقیقاتی زیر نظر دکتر پالیکل آجایان، مقاله‌ای را در مجله‌ی Nano Letters منتشر و مبانی تحقیقات خود را تشریح کرده است. در این تحقیق، نانولوله‌ها به عنوان سیم‌های موازی در کابل‌های برق عمل می‌کنند. این لوله‌ها شامل یک هسته‌ی بسیار رسانا از جنس نانولوله‌ی کربنی و پوسته‌ای از جنس اکسید منگنز هستند.

دکتر آجایان در این باره می‌گوید: “این یک بخش زیبا از مهندسی مقیاس نانو است.”

یکی از پژوهشگران پسادکتری این پروژه می‌گوید:”ما از دو ماده استفاده کرده‌ایم؛ نانولوله‌های کربنی که بسیار رسانا هستند و می‌توانند لیتیم را جذب کنند و اکسید منگنز که ظرفیت بسیار بالایی دارد اما هدایت الکتریکی آن پایین است. ماده‌ی به دست آمده از این ترکیب بسیار جالب است.”

آجایان اشاره می‌کند: “هرچند محققان زیادی، ترکیب این دو ماده را به صورت الکترود کامپوزیت مورد مطالعه قرار داده‌اند اما در اینجا، این نوع طراحی کابل است که موجب افزایش کارایی آن به عنوان الکترود در باتری لیتیومی شده است.”

این تیم در تلاش برای مهندسی و بهبود ساختار این کابل هستند تا به بهترین کارایی دست یابند. می‌توان نانولوله‌ها با قطر چند نانومتر را به صورت کلاف‌هایی درآورد و سپس آنها را به شکل‌های مختلف تبدیل کرد. با این کار ممکن است باتری‌های آینده نازک و منعطف باشند.

این نانوکابل‌های مرکب (هیبریدی) نیاز به چسب نیز ندارند، درحالی که مواد مصرفی فعلی در باتری‌ها با مواد چسبی به هم متصل می‌شوند و این چسب‌ها بر رسانایی آنها تأثیر منفی دارد.