نانولوله‌های کربنی 100 برابر قوی‌تر از فولاد مسیر را برای باتری‌های قدرتمند هموار می‌کنند
پژوهشگران اولین فناوری برای تولید پودر نانولوله‌های کربنی (CNT) با قابلیت پراکندگی بالا را ایجاد کرده‌اند.
این نوآوری کاربرد آن در پردازش خشک محیط‌زیستی برای باتری‌های ثانویه را ساده می‌کند و راه را برای راه‌حل‌های انرژی سبز باز می‌کند.
به گفته تیم موسسه تحقیقاتی الکتروتکنولوژی کره (KERI)، این نوآوری تجمعات را کاهش داده و پراکندگی مؤثر در پردازش‌های خشک را با جدا نگه‌داشتن بسته‌های CNT تضمین می‌کند.
دکتر جئونگ تارک هان از موسسه گفته است: "ما اولین کسانی در جهان هستیم که پراکندگی مؤثر CNTها را برای ایجاد افزودنی‌های رسانا در پردازش‌های خشک به دست آورده‌ایم. این فناوری به میزان زیادی در پیشگامی تکنولوژیکی در تکنولوژی باتری ثانویه کمک خواهد کرد."
پیشرفت در پراکندگی CNT
CNTها ماده‌ای جدید با رسانایی الکتریکی مشابه مس و قدرت کششی ۱۰۰ برابر بیشتر از فولاد هستند. آن‌ها از زنجیره‌های کربنی طولانی، استوانه‌ای و شش‌گوشه تشکیل شده‌اند.
CNTها نانومواد تک‌بعدی هستند که بیش از کربن سیاه که در باتری‌های ثانویه به عنوان رسانا استفاده می‌شود، رسانایی الکتریکی و انعطاف‌پذیری دارند.
افزودن نانولوله‌های کربنی (CNT) به عنوان افزودنی‌های رسانا می‌تواند به طور قابل توجهی چگالی انرژی باتری‌های ثانویه را افزایش دهد. با این حال، CNTها تمایل زیادی به تجمع با یکدیگر دارند و ساختاری گیرا ایجاد می‌کنند که ترکیب اجزای فعال با مواد دیگر در باتری ثانویه را دشوار می‌کند.
به گفته پژوهشگران، یکی از چالش‌های صنعت باتری نیاز به ترکیب CNTها به طور یکنواخت با مواد دیگر در یک محیط بدون حلال، به ویژه در پردازش خشک بوده است.
برای غلبه بر این چالش‌ها، تیم تحقیقاتی فناوری برای تولید پودر نانولوله‌های کربنی (CNT) با قابلیت پراکندگی بالا ایجاد کرده است و بر چالش‌های تجمع غلبه کرده و پراکندگی مؤثر در پردازش‌های خشک را تضمین کرده است.
پیشرفت در ذخیره‌سازی انرژی
این نوآوری، که پس از سال‌ها تلاش به دست آمده، به طور موفقیت‌آمیز جداسازی بسته‌های کوچک CNT در حالت پودری را کنترل می‌کند. این فناوری امکان ایجاد رساناها از ساختارهای طولانی و تک‌بعدی CNT را فراهم می‌کند، حتی در محیط‌های چالش‌برانگیز تولید خشک.
این CNTهای بسیار رسانا نیاز به حلال‌ها را حذف کرده و عملکرد باتری‌های ثانویه را با ایجاد اتصالات الکتریکی کارآمد بین مواد داخلی بهبود می‌بخشند. این پیشرفت مسیر را برای تولید سلول‌های باتری با ظرفیت بالا هموار می‌کند و توسعه راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی محیط‌زیستی را حمایت می‌کند.
هان در یک بیانیه گفت: "پردازش خشک سازگار با محیط‌زیست است زیرا از حلال‌های سمی استفاده نمی‌کند، نیاز به بازیابی حلال را از بین می‌برد، فرآیند را ساده می‌کند و هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد. به همین دلیل این فناوری توجه سازندگان جهانی خودروهای الکتریکی را جلب کرده است."
KERI برای فناوری تولید پودر CNT با پراکندگی بالا درخواست ثبت اختراع داخلی ارائه داده و استفاده از آن در آندهای فیلم ضخیم با ظرفیت بالا و کاتدها را آزمایش می‌کند.
انتظار می‌رود نوآوری توجه صنایع توسعه‌دهنده باتری‌های نسل بعدی، مانند باتری‌های لیتیوم-گوگرد و ال‌اس‌دی که به پردازش‌های خشک متکی هستند، را جلب کند. تیم برنامه دارد با شرکت‌هایی که به دنبال این فناوری هستند همکاری کند تا انتقال آن را تسهیل کند و کاربرد آن را در راه‌حل‌های پیشرفته باتری بسط دهد.
به گفته این تیم، این پیشرفت راه را برای تولید سلول‌های باتری با ظرفیت بالا هموار کرده و توسعه راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی محیط‌زیستی را حمایت می‌کند. این دستاورد همچنین نشان دهنده یک قدم مهم به جلو در علوم مواد و فناوری باتری پایدار است.
