گامی به سوی باتری‌های انعطاف‌پذیر

دانشمندانی از کره جنوبی فهمیده‌اند که با استفاده از نانوورقه‌های گرافنی، ساخت منابع تغذیه قابل خمش امکان‌پذیر خواهد بود. دیگر افزاره‌های الکترونیکی به مصارف خانگی یا ادارات محدود نیستند. ما با آنها مسافرت می‌کنیم، آنها را جابجا می‌کنیم و حتی آنها را می‌پوشیم. برای ساخت تجهیزاتی مانند نمایشگرهای لوله‌شونده و افزاره‌های قابل پوشیدن، منابع تغذیه‌ای که بخواهند آنها را تغذیه کنند نیز باید خیلی انعطاف‌پذیر باشند.

دانشمندانی از کره جنوبی فهمیده‌اند که با
استفاده از نانوورقه‌های گرافنی، ساخت منابع تغذیه قابل خمش امکان‌پذیر
خواهد بود. دیگر افزاره‌های الکترونیکی به مصارف خانگی یا ادارات محدود
نیستند. ما با آنها مسافرت می‌کنیم، آنها را جابجا می‌کنیم و حتی آنها را
می‌پوشیم. برای ساخت تجهیزاتی مانند نمایشگرهای لوله‌شونده و افزاره‌های
قابل پوشیدن، منابع تغذیه‌ای که بخواهند آنها را تغذیه کنند نیز باید خیلی
انعطاف‌پذیر باشند.

چالش اصلی برای توسعه یک منبع تغذیه واقعاً خمش‌پذیر به کمبود ماده‌ای
مربوط می‌شود که هم دارای خاصیت انعطاف‌پذیری بالا و هم رسانایی الکترونیکی
خوب باشد. پلیمرها به طور نوعی استفاده می‌شوند، ولی آنها در دماهای نسبتاً
کم از بین می‌روند و همین امر باعث می‌شود که زیاد ایده‌آل نباشند.

باتری انعطاف‌پذیر لیتیومی بر اساس کاغذ گرافنی.
کیسوک کانگ از موسسه علوم و فناوری پیشرفته
کره در دائجون و همکارانش با استفاده از یک الکترود هیبریدی گرافنی، باتری
قابل شارژ انعطاف‌پذیری تولید کرده‌اند. کانگ می‌گوید که عملکرد این باتری
امیدوارکننده است.

در این باتری، ماده کاتدی که در اینجا V2O5 است، با استفاده از رسوب لیزر
پالسی بر روی یک صفحه گرافنی رشد داده می‌شود و صفحه‌ای از گرافن پوشیده
شده با لیتیوم نیز بعنوان آند استفاده می‌گردد. باتری بدست آمده سبک‌وزن
است و به اندازه کافی انعطاف‌پذیر است تا مورد پیچش و خمش قرار گیرد.

کانگ توضیح می‌دهد که این الکترود در مقایسه با الکترودهای غیرقابل انعطاف
متداول، برای اکثر جوانب مربوط به خواص الکتروشیمیایی دارای عملکرد
الکتروشیمیایی بهبود یافته‌ای است. برای مثال چگالی انرژی و توان بالاتر، و
عمر چرخه بهتری دارد.

هیرویوکی نیشیده، متخصص پلیمرهای عملکردی و استفاده آنها در الکترونیک از
دانشگاه واسدای ژاپن، می‌گوید: “نانوساختارهای گرادیانی ناشناخته هستند و
رهیافت آنها در ساخت افزاره انعطاف‌پذیرِ لوله شونده دارای آتیه بسیار خوبی
در نسل جدید ذخیره‌کننده‌های انرژی است”.

کانگ امیدوار است که با استفاده از الکترولیت پلیمری یا حالت جامد بتواند
این کار را جهت افزایش کارآیی این باتری و پایداری طولانی آن توسعه دهد. او
معتقد است که با ترکیب این فناوری جدید با سایر مواد عملکردی می‌توان در
کاربردهایی مانند کاتالیزورها، افزاره‌های فوتوولتایی و دیودهای نورگسیل
آلی از آنها استفاده کرد.

این دانشمندان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را تحت عنوان “افزاره‌های
ذخیره انرژی انعطاف‌پذیر مبتنی بر کاغذ گرافنی” در مجله‌ی Energy Environ.
Sci. منتشر کرده‌اند.