تولید نانو الیاف سیلیکونی در ساخت باتری خودروهای الکتریکی

پژوهشگران موفق به تولید نانوالیاف سیلیکونی شدند که می تواند در ساخت باتری خودروهای الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد. این گروه تحقیقاتی ماده ای شبیه به کاغذ ساختند که برای تولید باتری های یون لیتیم مناسب است.

کد خبر: ۱۱۹۲۶۴۴

تاریخ: ۰۲ ارديبهشت ۱۳۹۴ - ۱۰:۱۲

به گزارش خبرگزاری دانا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، محققان با استفاده از الکتروریسندگی، نانوالیافی از جنس سیلیکون تولید کردند.

سپس با استفاده از بخار منیزیم موفق به ایجاد شبکه ای اسفنجی از این نانوالیاف شدند. ساختار به دست آمده می تواند به عنوان آند در باتری های یون لیتیم مورد استفاده قرار گیرد.

با استفاده از این ماده می توان انرژی ویژه ذخیره شده در باتری و همچنین مقدار انرژی تولید شده در هر واحد وزنی باتری را چند برابر افزایش داد.

در ساخت این ماده کاغذ مانند از نانوالیاف اسفنجی شکل سیلیکون که صد برابر نازکتر از تار موی انسان است استفاده شده است.

این نانوالیاف با استفاده از روشی موسوم به الکتروریسندگی تولید می شوند. در این روش، ولتاژی در حدود 20000 تا 40000 ولت میان یک غلطک و یک سوزن نازک اعمال می شود. محلول حاوی تترااتیل اورتوسیلیکات از سوزن نازک به سوی غلطک اسپری می شود. تترااتیل اورتوسیلیکات ترکیبی شیمیایی است که در صنعت نیمه هادی به وفور استفاده می شود. نانوالیاف تولید شده در معرض بخار منیزیم قرار داده می شود تا ساختار الیاف سیلیکونی به شکل اسفنج ایجاد شود.

آندهای باتری یون لیتیم به صورت معمول از فویل های مس دارای پوشش گرافیتی تولید می شود. از آنجایی که گرافیت دارای محدودیت هایی است، محققان برای افزایش ظرفیت باتری از ماده دیگری نظیر سیلیکون استفاده کردند که ظرفیت بالایی داشته و همچنین نسبت بار الکتریکی به وزن آن در باتری 10 برابر بیشتر از گرافیت است.

مشکل اصلی سیلیکون، متورم شدن و در نتیجه زوال سریع ساختاری آن است. نانوالیاف سیلیکون تولید شده توسط این گروه، مشکل تورم نداشته و می تواند بدون هیچ مشکل ساختاری، صدها بار شارژ/دشارژ شود.

نتایج یافته های محققان دانشگاه کالیفرنیا در نشریه Nature Scientific Reports منتشر شده است.