به گزارش سرویس علمی جام نیوز به نقل از ایسنا، نسل آینده باتری‌های لیتیوم - یون با استفاده از یک ماده جدید بدست آمده از ابریشم طبیعی می‌تواند شارژ بیشتری را برای دوره‌های بیشتر حفظ کند.

دانشمندان موسسه فناوری پکن دریافته‌اند که ماده بازسازی شده فیبروئین ابریشم نه تنها بیش از 10 هزار بار (چرخه) کار می‌کند، بلکه همچنین پنج برابر لیتیوم بیشتری نسبت به گرافیت ذخیره می‌کند. گرافیت رایج‌ترین انتخاب برای آند در باتری‌های لیتیومی است.

دانشمندان و باتری‌سازها همه انواع جایگزین‌های گرافیت، مانند شن و ماسه کوارتز با خلوص بالا را که کارکرد باتری‌های کوچک را سه برابر می کند، برای ارتقای عملکرد باتری مورد آزمایش قرار داده‌اند، اما هیچکدام از آن‌ها هنوز نتوانسته برای مصرف عمومی تولید شود.

محققان به دنبال منابع زیست تجزیه‌پذیر پایداری بودند که از گرافیت بهتر عمل کند؛ آن‌ها دریافتند که ابریشم طبیعی می‌تواند برای تولید نانو ورق‌های مبتنی بر کربن پردازش شده و در باتری‌ها و ابرخازن‌های پیش‌ساخت گنجانیده شود.

این باتری‌ها از ظرفیت 1865 میلی‌آمپر ساعت با شدت جریان 0.1 آمپر در هر گرم برخوردار هستند که پنج برابر بیشتر از ظرفیت نظری گرافیت (372 میلی‌آمپر ساعت در گرم) است و می‌توانند ثبات چرخه بالایی در حدود 92 درصد را پس از 10 هزار چرخه حفظ کنند.

به عبارت دیگر، این باتری‌ها از طول عمل بیشتری برخوردار بوده و می‌توانند تعداد دفعات بیشتری نسبت به باتری‌های لیتیوم- یون شارژ و تخلیه شارژ شوند و ارتقای عملکرد آن‌ها با طیف بزرگی از شدت‌های جریان قابل مقایسه است.

محققان بر این باورند که این روش می‌تواند به آسانی برای کاربرد تجاری گسترش یابد و اینکه ماده ابداعی آنها می‌تواند در باتری‌های سدیم- یونی، ذخیره هیدروژن و سایر دستگاه‌های هیبریدی ذخیره انرژی مورد استفاده قرار بگیرد.

جزئیات این دستاورد در مجله ACS Nano منتشر شده است.

2022