شیمیدانان در آلمان و چین گزارش داده‌اند که نانوکابل‌های ساخته‌شده با نانولوله‌های کربنی روکش‌داده‌شده با دی‌اکسید تیتانیوم (TiO2)می‌توانند کلیدی برای توسعه باتری‌های جدیدی با ظرفیت بالا باشند.
باتری‌های بهتر با نانوکابل‌ها
شیمیدانان در آلمان و چین گزارش داده‌اند که نانوکابل‌های ساخته‌شده با نانولوله‌های کربنی روکش‌داده‌شده با دی‌اکسید تیتانیوم (TiO2)می‌توانند کلیدی برای توسعه باتری‌های جدیدی با ظرفیت بالا باشند.
باتری‌های یون لیتیوم برای کاربردهای گسترده‌ای از لپ‌تاپ‌ها گرفته تا ماشین‌های هیبریدی به شدت مورد تقاضا می‌باشند، اما نیاز است که آنها سبک، ارزان و زیست‌سازگار بوده و در عین حال بار الکتریکی زیادی ذخیره کنند.
هنگامی که باتری‌های یون لیتیوم شارژ می‌شوند، مقادیر زیادی یون لیتیوم در آند که معمولاً از گرافیت ساخته می‌شوند؛ ذخیره می‌شود. موقعی که این باتری‌ها استفاده می‌شوند، این یون‌های به کاتد مهاجرت کرده و الکترون‌ها را از سر‌تاسر مدار عبور می‌دهند. اگرچه گرافیت ظرفیت ذخیره و سرعت رها‌سازی نسبتاً پایین دارد؛ بنابراین برای ساخت باتری‌هایی با راندمان بالاتر، پیدا کردن یک جایگزین برای آن مهم می‌باشد.
نانولوله‌های کربنی و دی‌اکسید تیتانیوم برای استفاده به‌عنوان الکترودها به تنهایی مورد بررسی قرار گرفته‌اند، اما تاکنون با آنها نتایج موفقیت‌آمیزی بدست نیامده است. دی‌اکسید تیتانیوم اگرچه می‌تواند یون‌های لیتیوم را به‌طور مؤثری نگه‌دارد، اما نفوذ این یون‌ها در این ساختار آهسته است و شارژ لایه‌ای به ضخامت یک میلی‌متر از آن سال‌ها طول می‌کشد. ولی اگر لایه‌ی دی‌اکسید تیتانیوم فقط ۱۰ نانومتر ضخامت داشته باشد، در عرض چند‌ثانیه شارژ می‌شود.
اکنون محققان آزمایشگاه ملی پکن با توجه به این اطلاعات نانولوله‌های کربنی را با لایه‌ی نانومتخلخلی از دی‌اکسید تیتانیوم روکش‌دهی کرده‌اند. ماده حاصله یک جامد بلوری متشکل از نانوکابل‌های هم‌محوری است که برای به‌دام‌اندازی یون‌های لیتیوم بسیار مناسب می‌باشند. نانولوله‌ها یک هسته بسیار رسانا تشکیل داده و به‌عنوان مسیرهای بسیار سریعی برای انتقال الکترون‌ها در این ساختار عمل می‌کنند.
این محققان می‌گویند که رابطه همزیستی این دو جزء منجر به افزایش ظرفیت ذخیره‌شان می‌شود. هنگامی که با هم ترکیب می‌شوند، ظرفیت ذخیره تیتانیا چهار برابر بیشتر از حالت معمول است و نانولوله‌ها نیز سه برابر یون‌های بیشتری در خود نگه می‌دارند.
برخلاف دیگر کامپوزیت‌ها که هنگام تکرار سیکل شارژ و تخلیه، ممکن است شکسته شوند، این نانوکابل‌ها دوام قابل اطمینانی دارند و بعد از یکصد سیکل، کاهش ظرفیت‌شان تقریباً صفر است.
این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Chem. Mater. منتشر کرده‌اند.
