استفاده از فوم‌های معدنی کشف شده در دانشگاه کاوست می‌تواند موجب مقاوم شدن آند باتری‌های لیتیوم یونی در برابر تخریب ناشی از متورم شدن شود. این فوم دارای ساختار سلسله مراتبی پیچیده‌ای است که اجازه می‌دهد یون‌های لیتیوم مکرراً جذب شده و سپس مقادیر زیادی از آن به راحتی آزاد شود. این ماده می‌تواند جزء کلیدی در باتری‌های لیتیومی باشد، به خصوص باتری‌هایی که دارای قابلیت شارژ سریع و عمر طولانی هستند.
این فوم‌های معدنی از ماده مولیبدن دی سولفید (MoS2) تشکیل شده‌اند. به طور معمول MoS2 از لایه‌های دوبعدی نازک اتمی تشکیل شده است که مانند صفحات کاغذ روی هم قرار گرفته‌اند. ژاون وی دانشجوی دکتری دانشگاه کاوست می‌گوید: این ساختار لایه‌ای شکننده و فاقد پایداری الکتروشیمیایی است و انتشار یون لیتیوم به داخل و خارج مواد را محدود می‌کند و ویژگی‌هایی مانند، ظرفیت تئوری بالای این ترکیب برای جادادن یون لیتیوم، فراوانی آن در زمین و قابلیت پردازش آسان محلول حاوی آن، این ماده را به یک کاندیدای جذاب برای آند LIB تبدیل کرده است.
تونگ و وی، همراه با همکارانشان در آرامکو، به دنبال تبدیل نانوصفحات دو بعدی MoS2 به یک ماده سه بعدی قوی و مناسب برای استفاده به عنوان آند باتری بودند و بعد از آزمایش‌های فراوان به ساختار مورد نظر دست یافتند.
فوم حاصل دارای یک ساختار سلسله مراتبی بسیار منظم است که از ویژگی‌های ساختاری مانند عناصر نانوسکوپی تا ویژگی‌های قابل مشاهده با چشم غیر مسلح بهره مند است. تیم تحقیقاتی ژاون و وی نشان دادند که این ماده دارای پایداری ظرفیت بالایی در طول زمان است. آندهای LIB باید در برابر تورم و انقباض مکرر مقاومت کنند زیرا در هر چرخه شارژ/دشارژ باتری مقدار زیادی لیتیوم جذب کرده و سپس آزاد می‌کنند. ژاون وی می‌گوید: «این عناصر که دارای ساختار سلسله مراتبی هستند، می‌توانند تنش مکانیکی ناشی از ورود و خروج لیتیوم را در تمام اجزاء خود تقسیم کنند. فوم‌های سه بعدی MoS2 چشم‌انداز بسیار خوبی را نشان می‌دهد که می‌توان آن‌ها را در سیستم‌هایی که به چگالی توان بالا و عمر طولانی نیاز دارند به کار برد.
برای مشاهده متن اصلی خبر روی اینجا کلیک کنید.
