شیمیدانان دانشگاه آلبرتا، گام مهمی در ساخت نسل جدید باتری‌های لیتیوم یون مبتنی بر سیلیکون برداشته‌اند که ظرفیت شارژ 10 برابری را برای این باتری‌ها در مقایسه با باتری‌های فعلی، به دنبال خواهد داشت. «جیلیان بوریاک»، یکی از محققان این طرح و از اعضای هیئت‌علمی دانشگاه آلبرتا، هدف این مطالعه را، بررسی تأثیر کوچک نمودن سایز نانوذرات سیلیکون، بر بهبود کارایی سیلیکون در این باتری‌ها دانسته است.

سیلیکون، برای ساخت باتری‌های با ظرفیت بالا، گزینه مناسبی است؛ چرا که در عین فراوانی، می‌تواند لیتیوم بسیار بیشتری را نسبت به گرافیت مورد استفاده در باتری‌های لیتیم یونی فعلی، جذب نماید. اما مشکل اینجاست که سیلیکون، پس از چندین چرخه بارگیری و تخلیه متعدد، مستعد شکستگی است، زیرا به هنگام جذب و واجذب یون‌های لیتیوم، مدام منبسط و منقبض می‌شوند. اما مطالعات اخیر نشان می‌دهد که ساخت سیلیکون به شکل نانوذرات، نانوسیم‌ها یا نانولوله‌ها، مانع از شکسته شدن آن‌ها می‌شود.

آنچه بوریاک و تیمش می‌خواستند بدانند، این بود که برای به حداکثر رساندن مزایای سیلیکون و حداقل نمودن معایب آن، این ساختارها باید چه اندازه‌ای باشند. در این راستا، نانوذرات سیلیکونی با چهار اندازه مختلف را که برای جبران رسانایی کم سیلیکون، در ایروژل‌های گرافن رسانا توزیع شده بودند، مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها دریافتند که کوچک‌ترین ذرات، با اندازه سه نانومتر، بیش‌ترین پایداری را بعد از تعداد زیادی چرخه‌های شارژ و تخلیه نشان می‌دهند.

چنین باتری‌هایی، می‌توانند نقش مهمی در خودروهای الکتریکی داشته باشند. به گفته این تیم تحقیقاتی، باتری‌ای که از این روش ساخته می‌شود، هم اندازه باتری‌های تسلا خواهد بود، ولی می‌تواند مسیر 10 برابر طولانی‌تری را طی نموده، یا به ازای مسیر یکسان، تعداد دفعات شارژ 10 بار کمتری نیاز خواهد داشت.

هدف بعدی این تیم، این است که بتوانند یک راه سریع‌تر و ارزان‌تر، برای تولید نانوذرات سیلیکونی پیدا نمایند که برای توسعه‌دهندگان صنعت و فناوری، به راحتی قابل دستیابی باشد.

مرجع: «folio»