ایجاد شکل خاصی از گرافن برای بهبود باتری سدیم یون

محققان شکل خاصی از گرافن به نام گرافن نانوسلولی را به گونه‌ای ساختند که عاری از نقص است؛ این گرافن موجب بهبود عملکرد باتری یون سدیم شد.

کد خبر: ۶۹۴۹۰۸

تاریخ: ۱۹ ارديبهشت ۱۴۰۳ - ۰۹:۳۸

به گزارش ایران اکونومیست، گرافن نانو سلولی، یک شکل خاصی از گرافن است که با انباشت چندین لایه از گرافن و کنترل ساختار داخلی آن به یک مورفولوژی سلولی نانومقیاس می‌رسد که دارای مساحت سطحی بالایی است. اگرچه این ماده پتانسیل بهبود عملکرد دستگاه‌های الکترونیکی، دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی و حسگرها را دارد، در طول فرآیند تولید نقص‌هایی روی ساختار آن ایجاد می‌شود که موجب محدود شدن کاربرد این نوع گرافن می‌شود. ترک‌ها اغلب هنگام تشکیل گرافن نانو سلولی ظاهر می‌شوند؛ از این رو دانشمندان به دنبال فناوری‌های جدید پردازش هستند که می‌تواند گرافن نانو سلولی همگن، بدون ترک و یکپارچه را در مقیاس‌های مناسب ایجاد کند.

به تازگی مقاله‌ای در نشریه Advanced Materials منتشر شده است که در آن یک روش جدید امیدوارکننده برای تولید گرافن نانو سلولی بدون ترک ارائه شده است. این کار توسط محققان انستیتوی تحقیقات مواد، دانشگاه توهوکو انجام شده است. این روش از فرآیندی شناخته شده به عنوان آلیاژزدایی استفاده می‌کند. این روش، از قابلیت آمیختگی اجزای آلیاژ در یک حمام حاوی مواد گداخته استفاده می‌کند. در این روش به صورت انتخابی اجزای مورد نظر در آلیاژ از بین رفته و برخی از اجزای دیگر باقی می‌ماند.

پارک از محققان این پروژه می‌گوید: ما دریافتیم که اتم‌های کربن به صورتی خودآرایی داده و به یک ساختار گرافن نانو سلولی عاری از نقص تبدیل می‌شود که این کار در طی فرآیند آلیاژزدایی فلز مایع صورت می‌گیرد. در این فرآیند پیش‌ماده‌های کربن و منگنز آمورف در بیسموت مذاب قرار دارند.

به نقل از ستاد نانو، پارک و همکارانش نشان دادند که گرافن نانو سلولی که آنها تولید کردند، استحکام کششی بالا (۳۴٫۸ مگاپاسکال) و هدایت الکتریکی بالا دارد. علاوه بر این، آنها این ماده را در یک باتری سدیم یون (SIB) آزمایش کردند. پارک می‌گوید: استفاده از گرافن نانو سلولی عاری از نقص موجب شد تا طول عمر باتری افزایش یافته و مقاومت در برابر تغییر شکل داشته باشد.