مترجم: یزدان الواری، پژوهشگر حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر 
زمان مطالعه: ۲ دقیقه
محققان یک الکترود برپایه فلز تیتانیوم را برای باتری‌های یون- فلزی مورد استفاده قرارداده‌اند. این امر می‌تواند موجب به وجود آمدن افق‌های تازه‌ای برای طراحی الکترودهای پایدار، مقرون به صرفه باشد.
باتوجه به مشکلاتی که در زنجیره تامین بسیاری از مواد ضروری برای تولید باتری‌های لیتیوم-یونی وجود دارد، روش‌های شیمیایی، مورد توجه بسیاری از موسسات تحقیقاتی قرارگرفته است. عنصر پتاسیم، پتانسیل جایگزینی با عنصر لیتیوم را دارد؛ درحالی‌که تیتانیوم دربین طیف وسیعی از مواد، جایگزین مناسبی برای کبالت در کاتدها است. با این حال، علاقه به تیتانیوم برای چنین استفاده‌ای به خاطر پتانسیل کم آن محدودشده‌است، که این امر موجب کاهش ظرفیت باتری می‌شود. دانشمندان بخش اسکولتچ (Skoltech) مرکز علم و فناوری انرژی روسیه (CEST) ادعا می‌کنند که با موفقیت در طراحی مواد کاتدی باتری‌های یون فلزی بر اساس این عنصر، نگرانیها را برطرف کرده اند. ماده تولیدشده توسط این گروه، تیتانیوم فلوئورید فسفات (KTiPO4F) نامدارد. پتانسیل الکترود در باتری مذکور به ۳.۶ ولت رسیدهاست.
نتیجه‌ای شگفت‌انگیز در فناوری باتری
آقای فدوتوف، رئیس مطالعات این پروژه گفت: “این یک نتیجه استثنایی است و الگوی غالب در حوزه فناوری باتری‌ها را که بیان می‌کند مواد مبتنی بر تیتانیوم به دلیل پتانسیل پایین فقط به عنوان آند می‌توانند مورد استفاده قرارگیرند را از بین می برد.” وی افزود: “ما معتقدیم که کشف KTiPO4F بااختلاف پتانسیل الکتریکی بالا می‌تواند انگیزه تازه‌ای را برای جستجو و توسعه مواد کاتدی جدید حاوی تیتانیوم با خواص الکتروشیمیایی بی‌نظیر به‌دست آورد.”
شیمی مواد مورد استفاده در پروژه، در مقاله Titanium-based potassium-ion battery positive electrode with extraordinarily high redox potential، در مجله Nature Communications منتشر و تشریح شده است.
آرتم آباکوموو (Artem Abakumov) مدیر CEST افزود: “ازمنظر شیمی معدنی و شیمی حالت جامد، این یک اتفاق عالی است که یک بار دیگر نشان می‌دهد، به جای پیروی کورکورانه از قوانین پذیرفته‌شده، باید همه چیز را با چشمان باز نگاه کنیم.” اگر ترکیب شیمیایی، ساختار کریستالی و روش سنتز مناسب را انتخاب کنید، غیر ممکن امکان‌پذیر می‌شود و می‌توانید مواد جدیدی با خواص غیرمنتظره و فرصت‌های جدید برای کاربردهای عملی پیدا کنید. این مسئله توسط استاد فدوتوف و تیم وی نشان داده شده است.” این گروه اذعان داشتند که کشف این مهم، مجالی برای تلاش‌های بیشتر در زمینه طراحی مقرون به صرفه و کشف مواد پایدار در طرح‌های آینده ذخیره‌سازها، ایجاد کرده است.
دیدگاهتان را بنویسید