المجتمع الحديث اليوم هو في مرحلة الانتقال من استخدام الوقود القائم على الكربون واستبداله بالطاقات النظيفة لتقليل التلوث البيئي. ومن ثم ، فإن استخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والشمس والماء مدرج في جدول الأعمال، في حين ينبغي تخزين الطاقة المستخرجة من هذه الموارد بطريقة ما. لذلك ، تماشياً مع تقدم التكنولوجيا في مجال تحويل الموارد الطبيعية إلى طاقة كهربائية ، فإن التقدم التكنولوجي في مجال تخزين الطاقة الكهربائية أمر لا مفر منه.

في هذا السياق، تعد البطاريات القابلة لإعادة الشحن هي المعدات التي يمكنها أداء هذه المهمة بشكل جيد. وبناء على ذلك ، قدم الباحثون في جامعة طهران، بالتعاون مع باحثين من كوريا الجنوبية في مشروع مشترك ، حلاً لتحسين أداء الأنودات باستخدام تقنية النانو.

وقال صفا حقيقت شيشوان ، المدير التنفيذي للمشروع ، إن الغرض من هذه الدراسة هو زيادة قدرة هذه الأنواع من البطاريات وتطويرها لمجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك السيارات الكهربائية ، فضلا عن تطوير بطاريات أيون الليثيوم وبطاريات أيون الصوديوم.

ولفت الى "إن الأنودات ذات البنية النانوية المحسنة تزيد من قدرة وعمر بطاريات أيونات الليثيوم وأيونات الصوديوم ، وبالتالي تقلل التكلفة النهائية للبطارية بسبب الطريقة السهلة لإنتاج هذه الأنودات".

وأضاف الباحث: "نظرًا لانخفاض الطاقة النظرية للغرافيت في بطاريات أيون الليثيوم التجارية الحالية والتوسع في استخدام هذه الأنواع من البطاريات في الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، يبدو أن استخدام خيارات جديدة كإلكترود أنود بطاريات الليثيوم- أيون يعد ضروريا. لذلك ، تم إجراء أبحاث مكثفة في البلدان المتقدمة في هذا المجال.

وفقا لمنفذ المشروع فان مجموعة من العناصر مثل "السليكون" ، "الفوسفور" ، "القصدير" و "الجرمانيوم" يمكن أن تكون بدائل جيدة للغرافيت. نظرًا لخصائصها الجذابة مثل السعة العالية والموصلية الكهربائية المقبولة والأسعار المعقولة والبنية المماثلة للغرافيت، فإنها تعد أحدى الخيارات الجذابة لهذا الغرض.

وحول نتائج هذا البحث قال حقيقت شيشوان أن الفوسفور بطبيعته يطرد الماء، وفي هذه الدراسة ، باستخدام استراتيجية بسيطة للغاية ، فإن سطح الفوسفور تم تحويله الى جاذب للماء بشكل جزئي. وقد أدت هذه الخاصية إلى وجود اواصر كيميائية قوية بين الفوسفور والأنابيب النانوية الكربونية والمواد اللاصقة ، وبالتالي فإن التغير الحاد في حجم الفوسفور أثناء دورات الشحن والتفريغ ، والذي يصل إلى 300 إلى 500٪ ، يتم تقليصه بشدة.

وتابع: أدى هذا التحسين إلى زيادة نصف بطارية أيون الليثيوم الى أكثر من 400 دورة (خمسة أشهر) ونصف بطارية أيون الصوديوم أيون أكثر من 200 دورة بمعدل تدفق 500 مللي أمبير / غرام مع استقرار عالي وقدرة تصريف ممتازة".

وتم تنفيذ هذا المشروع من قبل صفاء حقيقت شيشوان ومحبوبة نظريان ساماني من طلاب مرحلة الدكتوراه في جامعة يانسي في كوريا الجنوبية والبروفسور فرشيد كاشاني ، عضو هيئة التدريس ودكتور مسعود نظريان ساماني الباحث في جامعة طهران ، ونشرت نتائجه في مجلة Journal of Materials Chemistry A  مع معامل 9.931 .

31