تاریخ انتشار : ۱۳۹۵/۰۱/۲۲ ساعت ۱۸:۵۶
کد مطلب : ۱۰۴۸۳۵
دانشمندان از قارچ باتری تولید می‌کنند!
گروه فناوری: دانشمندان دانشگاه پردو آمریکا دریافتند که الیاف کربن به دست آمده از یک نوع قارچ وحشی می‌تواند برای ایجاد آندهایی مورد استفاده قرار گیرد که عملکرد بهتری از الکترودهای گرافیت معمولی در باتری‌های لیتیوم یون دارند.
محققان الکترودهایی را از یک گونه قارچ وحشی به نام " Tyromyces fissilis" ایجاد کرده‌اند. باتری‌ها دارای دو الکترود، به نام آند و کاتد هستند. آندهای گرافیتی در اکثر باتری‌های لیتیوم یون استفاده می‌شود.
باتری‌های لیتیوم یون دارای مایعی به نام الکترولیت هستند و این یون‌ها در طول شارژ مجدد در آند ذخیره می‌شوند. محققان این پژوهش دریافتند که الیاف کربن گرفته شده از قارچ Tyromyces fissilis که با نانوذرات اکسید کبالت ضمیمه اصلاح شدند، عملکرد بهتری از گرافیت معمولی در آند‌ها دارند. هر دو الیاف کربن و هم ذرات اکسید کبالت به صورت الکتروشیمیایی فعال هستند، بنابراین میزان ظرفیت به دلیل وجود هر دوی آنها بالاتر می‌رود.
آندهای هیبریدی یک ظرفیت پایدار 530 میلی آمپر ساعت در هر گرم دارند که یک و نیم برابر بیشتر از ظرفیت گرافیت است. یکی از این روش‌ها برای بهبود عملکرد باتری، تغییر الیاف کربن با ضمیمه کردن فلزات خاص، آلیاژها یا اکسیدهای فلز است که به افزایش ذخیره سازی لیتیوم در طول شارژ کمک می‌کند. به گفته محققان، روش‌های کنونی که برای تولید الیاف کربن برای باتری استفاده می‌شود، اغلب از نظر شیمیایی سنگین و گران قیمت هستند.
بنابراین محققان این پژوهش تصمیم گرفتند تا از نیروی بالقوه قارچها به عنوان یک منبع برای الیاف کربن استفاده کنند. آنها با بررسی ساختار درونی این قارچها به خواص شگفت انگیز آنها پی بردند. آنها دریافتند که ساختار این قارچها بسیار لاستیکی و در عین حال بسیار سخت است. جالب توجه است که آنها با بریدن این قارچها متوجه وجود یک شبکه فیبری جالب در درون آن شدند.
آنها دریافتند که قارچ " fissilis Tyromyces " در مقایسه با سایر قارچها دارای الیاف فراوانی است. این الیاف در دماهای بالا در یک محفظه حاوی گاز آرگون و با استفاده از یک روش به نام تجزیه حرارتی پردازش می‌شوند و کربن خالص را در شکل اصلی الیاف قارچ تولید می‌کنند. این الیاف دارای یک آرایش بی‌نظم و درهم آمیخته مانند رشته فرنگی ماکارونی هستند و یک شبکه به هم پیوسته رسانا را تشکیل می‌دهند.
گفتنی است که این شبکه به هم پیوسته سبب انتقال سریع تر الکترون شده ، که می‌تواند سبب تسریع شارژ باتری شود. این پژوهش در مجله Sustainable Chemistry and Engineering منتشر شده است.
باتری‌های لیتیوم یون دارای مایعی به نام الکترولیت هستند و این یون‌ها در طول شارژ مجدد در آند ذخیره می‌شوند. محققان این پژوهش دریافتند که الیاف کربن گرفته شده از قارچ Tyromyces fissilis که با نانوذرات اکسید کبالت ضمیمه اصلاح شدند، عملکرد بهتری از گرافیت معمولی در آند‌ها دارند. هر دو الیاف کربن و هم ذرات اکسید کبالت به صورت الکتروشیمیایی فعال هستند، بنابراین میزان ظرفیت به دلیل وجود هر دوی آنها بالاتر می‌رود.
آندهای هیبریدی یک ظرفیت پایدار 530 میلی آمپر ساعت در هر گرم دارند که یک و نیم برابر بیشتر از ظرفیت گرافیت است. یکی از این روش‌ها برای بهبود عملکرد باتری، تغییر الیاف کربن با ضمیمه کردن فلزات خاص، آلیاژها یا اکسیدهای فلز است که به افزایش ذخیره سازی لیتیوم در طول شارژ کمک می‌کند. به گفته محققان، روش‌های کنونی که برای تولید الیاف کربن برای باتری استفاده می‌شود، اغلب از نظر شیمیایی سنگین و گران قیمت هستند.
بنابراین محققان این پژوهش تصمیم گرفتند تا از نیروی بالقوه قارچها به عنوان یک منبع برای الیاف کربن استفاده کنند. آنها با بررسی ساختار درونی این قارچها به خواص شگفت انگیز آنها پی بردند. آنها دریافتند که ساختار این قارچها بسیار لاستیکی و در عین حال بسیار سخت است. جالب توجه است که آنها با بریدن این قارچها متوجه وجود یک شبکه فیبری جالب در درون آن شدند.
آنها دریافتند که قارچ " fissilis Tyromyces " در مقایسه با سایر قارچها دارای الیاف فراوانی است. این الیاف در دماهای بالا در یک محفظه حاوی گاز آرگون و با استفاده از یک روش به نام تجزیه حرارتی پردازش می‌شوند و کربن خالص را در شکل اصلی الیاف قارچ تولید می‌کنند. این الیاف دارای یک آرایش بی‌نظم و درهم آمیخته مانند رشته فرنگی ماکارونی هستند و یک شبکه به هم پیوسته رسانا را تشکیل می‌دهند.
گفتنی است که این شبکه به هم پیوسته سبب انتقال سریع تر الکترون شده ، که می‌تواند سبب تسریع شارژ باتری شود. این پژوهش در مجله Sustainable Chemistry and Engineering منتشر شده است.
مرجع : ایسنا
