رویکرد جدید دانشمندان رسانایی یونی را در باتری‌های لیتیوم-یون افزایش می‌دهد

محققان دانشگاه کرنل با بهره‌گیری از ترکیبی هوشمندانه از ماکروسیکل‌ها و قفس‌های مولکولی، به دستاوردی قابل توجه در افزایش رسانایی یونی در باتری‌های لیتیوم-یون حالت جامد دست یافته‌اند. این دستاورد نوآورانه، گامی بلند در جهت توسعه باتری‌های ایمن‌تر و کارآمدتر برای آینده محسوب می‌شود.

به گزارش دپارتمان اخبار علمی رسانه فناوری تکنا، باتری‌های لیتیوم-یون به عنوان یکی از فناوری‌های کلیدی در ذخیره‌سازی انرژی شناخته می‌شوند. با این حال، استفاده از الکترولیت مایع در این باتری‌ها، خطر تشکیل دندریت‌ها و در نتیجه بروز اتصال کوتاه و حتی انفجار را به همراه دارد. برای رفع این چالش، محققان به سمت توسعه باتری‌های حالت جامد روی آورده‌اند.

در باتری‌های حالت جامد، حرکت یون‌های لیتیوم در الکترولیت جامد با محدودیت‌هایی مواجه است. برای غلبه بر این محدودیت، تیم تحقیقاتی دانشگاه کرنل ساختاری متخلخل از ترکیب ماکروسیکل‌ها و قفس‌های مولکولی را پیشنهاد داده‌اند. این ساختار به یون‌های لیتیوم امکان می‌دهد تا به راحتی در داخل الکترولیت جامد حرکت کنند.

ماکروسیکل‌ها و قفس‌های مولکولی با داشتن منافذی با اندازه مناسب، محیطی ایده‌آل برای حرکت یون‌های لیتیوم فراهم می‌کنند. با ترکیب این دو مولکول، ساختاری متخلخل با کانال‌های یک‌بعدی ایجاد می‌شود که مسیر حرکت یون‌ها را تسهیل می‌کند. این ساختار جدید به دلیل خواص خودآرایی، به صورت خودکار تشکیل می‌شود و به یون‌های لیتیوم اجازه می‌دهد تا با سرعت بیشتری حرکت کنند.

محققان با استفاده از این روش نوآورانه، به رسانایی یونی بسیار بالایی در باتری‌های لیتیوم-یون حالت جامد دست یافتند. این دستاورد، رکورد جدیدی در زمینه باتری‌های حالت جامد مبتنی بر مولکول‌ها محسوب می‌شود. این تحقیق نه تنها به بهبود عملکرد باتری‌های لیتیوم-یون کمک می‌کند، بلکه می‌تواند در زمینه‌های دیگری مانند تصفیه آب و ساخت حسگرهای زیستی نیز کاربرد داشته باشد.

دستاورد محققان دانشگاه کرنل گامی مهم در جهت توسعه باتری‌های ایمن‌تر و کارآمدتر برای آینده محسوب می‌شود. با بهره‌گیری از این فناوری نوآورانه، می‌توان انتظار داشت که باتری‌های لیتیوم-یون در آینده به طور گسترده‌تری در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرند. برای مشاهده تازه ترین خبرها به صفحه اخبار علمی رسانه تکنا مراجعه کنید.