طراحی بایندر مشکل باتری‌های لیتیوم سولفور را حل کرد
سولفور(گوگرد) در باتری‌های لیتیوم سولفور نمونه‌ای از الکترودهای ارزان و با توانایی کم‌نظیر برای ذخیره لیتیوم هستند، از این رو گزینه‌ی مناسبی برای کاربردهای امروزی مانند ماشین‌های الکتریکی و گجت‌ها است. یک مشکل ذاتی این الکترودها، پراکندگی در ساختار کاتد است که این امر به دلیل تغییر حجم زیاد در طول جذب و آزاد کردن مقادیر زیادی از لیتیوم است. به تازگی دانشمندان با کمک بایندر(binder) توانستند بر این مشکل فایق آیند و نتایج خوبی به دست آورند.
دکتر مهدخت شیبانی با کمک همکارانش در دانشگاه Monash از گروه مهندسی مکانیک و هوافضا یک باتری لیتیوم سولفور با ظرفیت بالا را توسعه داد که عملکرد بی‌نظیری دارد و تاثیرات محیطی کمتری نسبت به محصولات باتری‌های لیتیوم یونی معمولی خواهد داشت.این تیم تحقیقاتی بیش از ۲.۵ میلیون دلار کمک مالی از سوی شرکای صنعتی و صنایع بین‌المللی دریافت کرده است تا این فن‌آوری را در باتری خودروهای الکتریکی و شبکه‌های توزیع برق آزمایش کند.
این تیم با الهام از معماری خلاقانه‌ی ایجاد شبکه‌های ارتباطی که برای اولین بار در دهه 1970 برای استفاده در پودرهای شوینده ثبت شد، روشی ایجاد کرد که پیوندهایی بین ذرات ایجاد شده تا بتواند تنش‌های داخلی را در خود جای داده و سطح پایداری را که تا به امروز در هیچ باتری مشاهده نشده است ، ایجاد کند.
پژوهشگران برای پیشگیری از تجزیه الکترود در باتری لیتیوم سولفور، فضای بیشتری برای انقباض و انبساط به ذرات سولفور دادند. باتری طراحی شده، موادی در خود دارند که ذرات داخل الکترود را به هم متصل می‌کند تا الکترود هنگام انبساط، ترک نخورد.
دکتر شیبانی و گروهش، میزان کمی از یک پلیمری خاص با عنوان Na-CMC برای متصل نمودن اجزای کاتد، در الکترودهای خود به کار بردند و ساختارهایی با فضای بیشتر میان ذرات سولفور به وجود آوردند. این پلیمر، مجموعه اتصالاتی را میان ذرات پدید آورد که توانست مقاومت باتری را در برابر ترک خوردن تعدیل کند.
این روش نه تنها از ظرفیت بالا و تعداد سیکل کاری زیاد بهره می‌برد، بلکه نحوه‌ی سنتزش ساده و بسیار کم هزینه است و برای محیط زیست نیز کم خطر بوده که این ویژگی‌ها باعث می‌شود که برای تولید در مقیاس صنعتی بسیار مناسب باشد.
تاریخ انتشار:ژانویه 2020
ویراستار: حسین جعفری پور
