پیشنهاد ماده آلی ارزان برای باتری ها
به گزارش «نبض فناوری»، گزارش جدید دانشمندان Skoltech و همکارانشان یک ماده آلی را برای نسل جدید دستگاه های ذخیره انرژی توصیف می کند که این ساختار از یک اصل طراحی مولکولی زیبا پیروی می کند. یافته های این تحقیق اخیراً در ACS Applied Energy Materials منتشر شده است.
در حالی که دنیای مدرن بیشتر و بیشتر به دستگاه های ذخیره انرژی متکی است، اجرای فناوری های پایدار دوستدار محیط زیست، دفع آسان، ارزان تر، از اهمیت بیشتری برخوردار می شود. باتری های آلی برای چنین اهدافی کاندیداهای مطلوبی هستند. با این حال هنوز مواد کاتدی آلی که انرژی زیادی در واحد جرم ذخیره می کنند، به سرعت شارژ شوند توسعه نیافته اند.
برای رفع این مشکل، محققان Skoltech یک پلی ایمیید ساده اکسید ردوکس را پیشنهاد کردند. با حرارت دادن مخلوطی از یک دیانیدرید معطر و متا فنیلن دی آمین، هر دو معرف که به راحتی در دسترس هستند؛ سنتز شد. این ماده ویژگی های امیدوار کننده ای را در انواع مختلف دستگاه های ذخیره انرژی مانند باتری های مبتنی بر لیتیوم، سدیم و پتاسیم از خود نشان داده است. این ظرفیت ویژه خاص (حداکثر 140 A میلی آمپر ساعت / گرم)، پتانسیل اکسایش نسبتاً زیاد و همچنین ثبات مناسب چرخه (تا 1000 چرخه) و قابلیت شارژ سریع (کمتر از 1 دقیقه) داشت.
انرژی و توان خروجی ماده جدید در مقایسه با ایزومر شناخته شده قبلی که از پارا-فنیلن دی آمین گرفته شده، بالاتر بود. دو دلیل برای عملکرد بهتر پلی آمید جدید وجود دارد. در وهله اول، این ذرات کوچکتر و سطح ویژه بسیار بالاتری داشت که باعث انتشار راحت تر حامل های بار می شود. در مرحله دوم ، آرایش فضایی واحدهای ایمید همسایه در این پلیمر باعث می شود که یون های فلزی از نظر انرژی مناسب تر شوند که این باعث افزایش پتانسیل های کاهش اکسیداسیون می شود.
محققان گفتند که پیشنهاد آن ها اصل جدید طراحی مولکولی برای پلی آمیدهای باتری است که از مولکولهای معطر با گروههای آمینه در موقعیتهای متا به عنوان بلوکهای سازنده استفاده می کند. برای مدت طولانی دانشمندان توجه کمی به این نقش و نگار ساختاری داشته اند. نتایج ما نکته خوبی برای درک چگونگی طراحی پلی آمیدهای باتری در سطح مولکولی است و منجر به ایجاد مواد کاتدی با ویژگی های حتی بهتری می شود.
