محققان روشی ارزان، ساده و یک مرحله‌ای برای تولید آند باتری یون لیتیم از جنس نانوسیم‌های ژرمانیوم ارائه کردند. این باتری‌ها از ظرفیت بالاتری نسبت به باتری‌های دارای آند سیلیکونی برخوردارند.
روشی برای تولید آند حاوی نانوسیم ژرمانیوم
پژوهشگران موفق شدند برای اولین بار نانوسیم‌های ژرمانیوم را روی زیرلایه اکسید قلع ایندیم لایه نشانی کنند. این کار با فرآیندی تک مرحله‌ای و به سادگی انجام می‌شود. این نانوسیم‌ها دارای خواص الکتریکی منحصر به فردی هستند و نسبت به سیلیکون از ظرفیت بالایی برای ذخیره‌سازی در باتری‌های یون لیتیم برخوردارند. نانوسیم‌های ژرمانیوم معمولاً با هزینه بالایی تولید می‌شوند و می‌توانند تأثیر شگرفی روی ساخت باتری‌های یون لیتیم داشته باشند.
ژرمانیوم یک ماده نیمه‌هادی با خواص الکتریکی ویژه است که نسبت به سیلیکون از مزایایی برخوردار است. این ماده قابلیت جایگزینی سیلیکون را در باتری‌ها دارد. آند ژرمانیومی گزینه مناسبی برای باتری‌های یون لیتیم بوده و از ظرفیت نظری بالایی برخوردار است.
آندها باید ظرفیت بالایی داشته باشند و فرآیند شارژ/دشارژ در آن‌ها با سرعت بالایی انجام شود؛ به همین دلیل باید نانوساختار ژرمانیوم را برای ساخت آند مورد استفاده قرار داد. تا کنون روش ساده و ارزانی برای تولید این نانوساختارها وجود نداشته است به همین دلیل استفاده از آن‌ها با محدودیت‌هایی روبرو بوده است. محققان دانشگاه میسوری برای اولین بار روشی ساده و ارزان برای لایه نشانی ژرمانیم ارائه کردند که با استفاده از این فرآیند تک مرحله‌ای می‌توان آند باتری یون لیتیم تولید کرد.
این نانوسیم‌ها روی زیرلایه اکسید قلع ایندیم ایجاد می‌شوند. برای این کار از روش احیای الکتروشیمیایی نانوذرات ایندیم روی سطح اکسید قلع ایندیم استفاده می‌شود. این نانوذرات به عنوان سایت‌هایی برای هسته‌زایی بلورهای نانوسیم ژرمانیوم استفاده می‌شود. قطر این نانوسیم‌ها با تغییر دمای محلول قابل کنترل است. نانوسیم‌های رشد کرده در دمای اتاق دارای قطری در حدود ۳۵ نانومترند در حالی که با افزایش دما به ۹۵ درجه، این قطر به ۱۰۰ نانومتر می‌رسد. نانوسیم‌های تولید شده با این روش هدایت الکتریکی بالا و مقادیر بسیار کمی از ناخالصی ایندیم دارند که برای باتری یون لیتیم مناسب است.
