ماده‌ای دو بعدی می‌تواند ظرفیت باتری را افزایش دهد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، مقاله‌ای با عنوان

The curious case of two dimensional Si۲BN: A. high-capacity battery anode material به چاپ رسیده است که در آن محققان نشان دادند، می‌توان از Si۲BN برای تولید آند باتری یون لیتیم استفاده کرد. این گروه ثابت کردند که این ماده دو بعدی می‌تواند ظرفیت باتری را افزایش دهد؛ دلیل این امر طبیعت غیرمعمول آن ماده است. براساس محاسبات انجام شده، این ماده می‌تواند ۵ برابر بیشتر از مواد آند فعلی، یون لیتیم جذب کند.

 

در حال حاضر مواد دو بعدی خواص جذبی خوبی از خود به نمایش می‌گذارند، اما Si۲BN نسبت به دیگر مواد نظیر بروفن با چسبندگی بیشتر روی هم انباشته می‌شود.

در این مقاله محققان به بررسی پیوند Si-Si پرداختند و پاسخ این ساختار را به جذب یون‌ها نشان دادند. زمانی که یون‌های سدیم/لیتیم وارد این صفحه‌ها می‌شوند، موجب نوعی تغییر ساختار و خم شدن در این ورق‌ها می‌شود؛ در نتیجه ظرفیت کلی این ماده نسبت به دیگر مواد دو بعدی افزایش قابل توجهی پیدا می‌کند.

البته این نوع خمش در دیگر مواد نیز دیده می‌شود که این حالت با جذب تعداد زیادی یون اتفاق می‌افتد. براساس این محاسبات، انتقال فازی که در اثر جذب یون روی این ورق‌ها اتفاق می‌افتد، باید برگشت‌پذیر باشد که با این کار، نفوذ یون‌ها از آند به راحتی انجام می‌شود.

پیش‌بینی می‌شود که Si۲BN خواص الکترونیکی معمولی دارد. این ماده استحکام بالا و انعطاف‌پذیر قابل توجهی دارد و می‌توان باندگپ آن را کنترل کرد. این که Si۲BN حرکت الکترون بالایی دارد، بسیار حیاتی است و این ویژگی در تولید آند بسیار مفید است.

ترکیب این ویژگی‌ها موجب می‌شود تا نفوذ یون در آن به خوبی انجام شده و از آن بتوان برای تولید باتری استفاده کرد. شارژ و دشارژ در این آند‌ها با سرعت بالایی انجام می‌شود. نتایج شبیه‌سازی‌ها و محاسبات این پروژه می‌تواند به محققان کمک کند تا از این ماده برای ساخت آند باتری استفاده کنند.