نتایج مطالعات نظری محققان دانشگاه رایس نشان می‌دهد استفاده از ترکیب گرافن/بور به عنوان آند می‌تواند موجب افزایش ظرفیت باتری‌های یون لیتیم شود.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، هر روز در سراسر جهان محققان زیادی روی خواص گرافن تحقیق می‌کنند، این پژوهش‌ها منجر به شکوفا شدن پتانسیل‌های این ماده شده است. یکی از ویژگی‌های گرافن مساحت سطحی بالای آن است، این موضوع موجب شده تا این ماده برای ذخیره یون لیتیم مناسب باشد. اگر هر دو سوی گرافن را لحاظ کنیم، یک گرم گرافن می‌تواند نیمی از یک زمین فوتبال را بپوشاند. با این تفاصیل یک مشکل بزرگ وجود دارد، یون‌ها به سطح گرافن به خوبی نمی‌چسبند.
بوریس یاکوبسن و همکارانش از دانشگاه رایس، با انجام محاسباتی نشان دادند که می‌توان آندهایی از جنس گرافن و بور را برای بهبود عملکرد باتری‌های یون لیتیم استفاده کرد. این آند قادر است انرژی بیشتری نسبت به گرافیت ذخیره کرده و جریان بیشتری تولید کند. نتایج این پژوهش در نشریه Journal of Physical Chemistry Letters به چاپ رسیده است.
محققان موسسه تحقیقات هوندا پژوهش‌های متعددی در زمینه باتری‌ها انجام داده‌ند، آنها از یاکوبسان درباره یافته اخیر خود سوال کردند، یاکوبسان می‌گوید ما به صورت نظری روی ظرفیت گرافن تحقیقاتی انجام دادیم، نتایج کار ما نشان داد که این ماده می‌تواند موجب بهبودی اتصال یون‌های لیتیم شود.
در محاسبات این گروه، نقص ساختار گرافن نیز لحاظ شده بود، به صورتی که آرایه‌های لانه زنبوری حاوی پنج و هفت اتم کربن بود. آنها تصمیم گرفتند تا به جای کربن از اتم‌های دیگری نظیر بور استفاده کنند تا با این کار سایت‌های تازه‌ای برای جذب لیتیم ایجاد شود.
نتایج نشان داد در ساختاری که یک چهارم از اتم‌های کربن آن توسط اتم‌های بور جایگزین شده باشد، توانایی ذخیره سازی لیتیم افزایش می‌یابد. بور می‌تواند لیتیم را جذب کند، این کشش به قدری است که لیتیم روی ساختار می‌ماند و آنقدر هم محکم نیست که جداشدن لیتیم دشوار باشد.
این گروه با محاسبات نظری نشان دادند که باتری تولید شده با این فناوری 714 میلی‌آمپر در ساعت در هر گرم جریان تولید می‌کند که برابر با 2120 وات ساعت در هر کیلوگرم است.
یاکوبسان می‌گوید: در صورت وارد شدن بور به داخل ساختار گرافن، اتصال لیتیم بهبود یافته و ظرفیت دو برابر افزایش می‌یابد. قدم بعدی در این پروژه آن است که بتوان روشی برای تولید انبوه ساختار بور گرافن پیدا کرد.
به گزارش سرویس فناوری ایسنا، هر روز در سراسر جهان محققان زیادی روی خواص گرافن تحقیق می‌کنند، این پژوهش‌ها منجر به شکوفا شدن پتانسیل‌های این ماده شده است. یکی از ویژگی‌های گرافن مساحت سطحی بالای آن است، این موضوع موجب شده تا این ماده برای ذخیره یون لیتیم مناسب باشد. اگر هر دو سوی گرافن را لحاظ کنیم، یک گرم گرافن می‌تواند نیمی از یک زمین فوتبال را بپوشاند. با این تفاصیل یک مشکل بزرگ وجود دارد، یون‌ها به سطح گرافن به خوبی نمی‌چسبند.
بوریس یاکوبسن و همکارانش از دانشگاه رایس، با انجام محاسباتی نشان دادند که می‌توان آندهایی از جنس گرافن و بور را برای بهبود عملکرد باتری‌های یون لیتیم استفاده کرد. این آند قادر است انرژی بیشتری نسبت به گرافیت ذخیره کرده و جریان بیشتری تولید کند. نتایج این پژوهش در نشریه Journal of Physical Chemistry Letters به چاپ رسیده است.
محققان موسسه تحقیقات هوندا پژوهش‌های متعددی در زمینه باتری‌ها انجام داده‌ند، آنها از یاکوبسان درباره یافته اخیر خود سوال کردند، یاکوبسان می‌گوید ما به صورت نظری روی ظرفیت گرافن تحقیقاتی انجام دادیم، نتایج کار ما نشان داد که این ماده می‌تواند موجب بهبودی اتصال یون‌های لیتیم شود.
در محاسبات این گروه، نقص ساختار گرافن نیز لحاظ شده بود، به صورتی که آرایه‌های لانه زنبوری حاوی پنج و هفت اتم کربن بود. آنها تصمیم گرفتند تا به جای کربن از اتم‌های دیگری نظیر بور استفاده کنند تا با این کار سایت‌های تازه‌ای برای جذب لیتیم ایجاد شود.
نتایج نشان داد در ساختاری که یک چهارم از اتم‌های کربن آن توسط اتم‌های بور جایگزین شده باشد، توانایی ذخیره سازی لیتیم افزایش می‌یابد. بور می‌تواند لیتیم را جذب کند، این کشش به قدری است که لیتیم روی ساختار می‌ماند و آنقدر هم محکم نیست که جداشدن لیتیم دشوار باشد.
این گروه با محاسبات نظری نشان دادند که باتری تولید شده با این فناوری 714 میلی‌آمپر در ساعت در هر گرم جریان تولید می‌کند که برابر با 2120 وات ساعت در هر کیلوگرم است.
یاکوبسان می‌گوید: در صورت وارد شدن بور به داخل ساختار گرافن، اتصال لیتیم بهبود یافته و ظرفیت دو برابر افزایش می‌یابد. قدم بعدی در این پروژه آن است که بتوان روشی برای تولید انبوه ساختار بور گرافن پیدا کرد.