عصاره‌ای از جلبک دریایی قهوه‌ای می‌تواند باتری‌های یون لیتیوم تجدیدپذیری که در آنها نانوپودرهای سیلیکونی بعنوان جایگزینی با ظرفیت بالا برای الکترودهای گرافیتی استفاده می‌شوند، را تقویت کند.
عصاره جلبک دریایی باتری لیتیوم را تقویت می‌کند
عصاره‌ای از جلبک دریایی قهوه‌ای می‌تواند باتری‌های یون لیتیوم تجدیدپذیری
که در آنها نانوپودرهای سیلیکونی بعنوان جایگزینی با ظرفیت بالا برای
الکترودهای گرافیتی استفاده می‌شوند، را تقویت کند.
باتری‌های یون لیتیوم بدلیل اینکه نسبتا سبک هستند و سریعا شارژ مجدد می‌شوند،
در بسیاری از وسایل الکترونیکی قابل حمل استفاده می‌شوند. با این حال،
ظرفیت ذخیره انرژی و عمر – چرخه پایین، آنها را محدود کرده است. محققان با
بکارگیری موادی مانند سیلیکون بجای گرافیت در الکترود آند، توانسته‌اند
ظرفیت آنها را چندین ده برابر کنند. متاسفانه الکترودهای سیلیکونی با تکرار
چرخه‌های شارژ به سرعت افت می‌کنند.
پیونددهنده‌های پلیمری بویژه آنهایی که حاوی گروه‌های کربوکسی چندگانه هستند، ممکن
است بعنوان پایدارکننده عمل کنند. گلِب یوشین از موسسه فناوری جرجیا اشاره می‌کند
که این پلیمرها به افزودنی‌های کربنی رسانا نیاز دارند و باید در مقادیر بسیار زیاد
استفاده شوند. این مشکل‌ها جذابیت این فناوری را کم می‌کنند.
اکنون یوشین و همکارانش شرح داده‌اند که یک پلی‌ساکارید طبیعی استخراج شده از جلبک‌های
دریایی قهوه‌ای، را می‌توان برای ساخت یک آند باتری پایدار با نانوپودرهای سیلیکون
مخلوط کرد. این آند جلبکی یک ظرفیت شارژ برگشت‌پذیری دارد که هشت برابر بزرگ‌تر از
ظرفیت حتی بهترین آندهای کنونی مبتنی بر گرافیت است. این پیونددهنده نمک اسیدی
استخراج شده از جلبک دریایی الکترود آند را بطور کامل اصلاح می‌کند و سطح نانوذرات
سیلیکونی را از تخریب محافظت می‌کند.
یوشین می‌گوید: “نمک‌های اسیدی استخراج شده از جلبک‌های دریایی که در آب قابل حل
هستند، بطور بی‌نظیری برای این کار مناسب هستند. بنابراین ما از اینکه در مورد
استفاده از آنها بعنوان پیونددهنده‌های الکترود برای باتری‌ها، هیچ گزارشی پیدا
نکردیم؛ واقعا تعجب کردیم.” او اضافه می‌کند که اینگونه نمک‌های اسیدی ارزان بطور
گسترده در صنایع غذایی، دارویی و زیست‌فناوری استفاده می‌شوند، بنابراین به آسانی
قابل دسترس هستند. یوشین می‌گوید که این امکان وجود دارد که بتوان جهت رشد مستقیم
الکترودهای باتری پایدار، سیستمی برای یکپارچه کردن نانوذرات فعال بصورت شیمیایی در
جلبک‌های دریایی (یا دیگر گیاهان آبزی) طراحی کرد.
تست‌های این ماده آندی جدید نویدبخش بود: چرخه شارژ – تخلیه انجام شده با ظرفیت
جاسازی لیتیوم محدود شده تا ۱۲۰۰ میلی‌آمپر ساعت بر هر گرم از سیلیکون عملکرد آندی
پایداری برای بیش از ۱۳۰۰ چرخه نشان داد.
این محققان نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Science منتشر کرده‌اند.
