طبق گفته محققان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT)، نانولوله‌های کربنی می‌توانند برای باتری‌های یون لیتیوم الکترودهای ایده‌آلی باشند و توانشان را در مقایسه با افزاره‌های مرسوم تا ۱۰ برابر افزایش دهند.
نانولوله‌ها توان باتری‌ها را افزایش می‌دهند
طبق گفته محققان مؤسسه فناوری ماساچوست
(MIT)، نانولوله‌های کربنی می‌توانند برای باتری‌های یون لیتیوم الکترودهای
ایده‌آلی باشند و توانشان را در مقایسه با افزاره‌های مرسوم تا ۱۰ برابر
افزایش دهند. این پژوهشگران می‌گویند که استفاده از نانولوله به آنها این
توانایی را خواهد داد که برای کاربردهای قابل حملی نظیر تلفن‌های همراه فوق‌سبک
و الکترونیک قابل‌پوشیدن، باتری‌ها را کوچک‌سازی کنند. در بلند مدت این
فناوری می‌تواند منجربه باتری‌هایی با عملکرد بالا برای کاربردهای بزرگ‌تری
از قبیل ماشین‌آلات صنعتی و ماشین‌های الکتریکی هیبریدی شود.
باتری‌های یون لیتیوم به‌طور معمول در
الکترونیک قابل‌حمل استفاده می‌شوند، ولی ظرفیت ذخیره بار و توانشان هنوز
از ظرفیت و توان خازن‌های الکتروشیمیایی پایین‌تر هستند. اگرچه باتری‌ها
نسبت به خازن‌ها چندین مزیت دارند، اما آنها نمی‌توانند بار بیشتری ذخیره
کنند و دبی خودتخلیه‌کنندگی خیلی کمتری دارند.
اکنون یانگ شاو- بورن و همکارانش در MIT، راهی برای افزایش توان این باتری‌ها
کشف کرده‌اند، آنها یکی از الکترودها در باتری‌های یون لیتیوم را با
الکترود ساخته‌شده از نانولوله‌های کربنی چندجداره، جایگزین کردند. خروجی
توان این باتری‌های اصلاح شده اکنون نزدیک خازن‌های الکتروشیمیایی و برابر
۱۰۰ کیلووات بر کیلوگرم است، ولی انرژی وزنی‌شان (مقدار باری که آنها می‌توانند
ذخیره کنند) حدود ۱۰ برابر بالاتر است.
این الکترودهای نانولوله‌ای جدید در مقایسه با الکترودهای مرسومی که در چند
سال اخیر از مواد مختلف از قبیل سولفید مس و ید ساخته شده‌اند، می‌توانند
مقادیر بیشتری از یون‌های لیتیوم را گرفته و ذخیره کنند. به‌علاوه این
الکترودهای نانولوله‌ای خیلی پایدار هستند. این محققان متوجه شدند که این
مواد حتی بعد از هزار چرخه شارژ و تخلیه، به‌خوبی عمل می‌کنند.
این گروه تحقیقاتی الکترودهای جدید خود را با یک روش ساخت لایه به لایه
تولید کرد. در این روش یک ماده پایه از قبیل یک ورقه فلزی یا اکسید قلع
ایندیوم (ITO) داخل محلولی حاوی نانولوله‌های کربنی غوطه‌ور می‌شود. سطح
نانولوله‌های کربنی استفاد شده برای این الکترودها با ترکیبات آلی ساده‌ای
از قبیل گروه‌های کربوکسیل (COOH) و آمین (NH2) عامل‌دار شده و دارای
بارهای مثبت و منفی می‌شود. این لایه‌های نانولوله‌ای به‌طور متناوب روی یک
سطح قرار داده می‌شوند. سپس برای ساخت فیلم‌های پایدار و مستحکم، بعد از یک
عملیات حرارتی این لایه‌ها بواسطه اینکه نانولوله‌های دارای بار مثبت جذب
نانولوله‌های دارای بار منفی می‌شوند، قویاً باهم پیوند می‌دهند.
این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر کرده‌اند.
