بهبود کارایی باتری‌های یون لیتیوم با ساختار نانوزیستی

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، پژوهشگران کره‌ای با استفاده از DNA موفق به تولید مواد کاتدی برای باتری‌های یون لیتیوم شدند. در این پروژه که محققانی از KIST، موسسه علم و فناوری اولسان مشارکت داشتند، به‌منظور تولید مواد کاتدی با عملکرد بالا، محققان سطح اکسیدهای لایه‌لایه را با استفاده از DNA استخراج شده از ماهی قزل‌آلا و نانولوله‌های کربنی تثبیت کردند. با این کار، عملکرد کاتالیستی و طول عمر باتری افزایش قابل توجهی پیدا می‌کند.

در باتری‌های یون لیتیوم، مقدار زیادی یون لیتیوم بین آند و کاتد مبادله می‌شود که این کار در طول فرآیند شارژ و دشارژ صورت می‌گیرد. برای این که مواد کاتدی با ظرفیت بالا تولید شود باید ظرفیت باتری یون لیتیم افزایش یابد.

DNA ماهی قزل‌آلا تمایل شدیدی به یون‌های لیتیم دارد اما این رشته‌ها در محیط آبی به هم چسبیده و متجمع می‌شوند. برای حل این مشکل محققان از نانولوله‌های کربنی استفاده کردند. در واقع ترکیب DNA و نانولوله‌کربنی برای تثبیت مواد و تولید ماده کاتدی مورد استفاده قرار گرفت.

تیم تحقیقاتی این پروژه از روش‌های پیشرفته تجزیه و تحلیل به‌منظور بررسی طیف وسیعی از ذرات منفرد تا ساختار الکترود استفاده کردند. این گروه تحقیقاتی از میکروسکوپ الکترونی عبوری برای تجزیه و تحلیل ساختارهای بلوری استفاده کردند. نتایج این بررسی‌ها ساز و کار عملکرد باتری را نشان داد و همچنین بهبود ساختاری در کاتد باتری یون لیتیم را ثابت کرد.

سانگ یانگ‌لی، از محققان این پروژه می‌گوید: برخلاف تلاش‌هایی که پیش از این انجام شده بود، در این پروژه از DNA به‌عنوان عنصر بنیادی حیات، استفاده شد. استفاده از DNA نشان داد که می‌توان جهت تازه‌ای در مسیر تولید مواد کاتدی مورد استفاده در باتری‌ها پیمود. این پروژه از اهمیت بالایی برخوردار است چرا که عوامل موثر در طراحی مواد کاتدی با ظرفیت بالا با استفاده از روش‌های پیشرفته تحلیلی به کار گرفته می‌شود.