تولید نانولوله‌های کربنی که خیلی کم به هم می‌چسبند

این تیم تحقیقاتی از مؤسسه تحقیقات الکتروتکنولوژی کره (KERI) با موفقیت پودر نانولوله کربنی بسیار پراکنده تولید کرده است که می‌تواند به راحتی در فرآیند خشک سازگار با محیط زیست نظیر تولید باتری‌های ثانویه استفاده شود.

نانولوله‌های کربنی که به دلیل استحکام فوق‌العاده (۱۰۰ برابر قوی‌تر از فولاد) و رسانایی الکتریکی قابل مقایسه با مس شناخته می‌شوند، مدت‌هاست که ماده‌ای امیدوارکننده برای افزایش عملکرد باتری‌های ثانویه در نظر گرفته می‌شوند. این باتری‌ها که قابل شارژ هستند و به طور گسترده در وسایل الکترونیکی قابل حمل، وسایل نقلیه الکتریکی و سیستم‌های ذخیره انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌شوند، به مواد رسانا با کارایی بالا برای تسهیل حرکت الکترون‌ها و بهبود کارایی، ظرفیت و طول عمر آنها متکی هستند.

با این حال، استفاده از نانولوله‌های کربنی در باتری‌های ثانویه به دلیل تمایل شدید آنها به جمع شدن با هم و تشکیل ساختار درهم تنیده‌ای که به خوبی با مواد دیگر ترکیب نمی‌شود، با چالش‌های قابل توجهی مواجه شده است. این موضوع به‌ویژه برای فرآیندهای خشک مشکل‌ساز است که در محیط های صنعتی به دلیل انتشار کمتر مواد سمی در مقایسه با فرآیندهای مرطوب که از حلال‌های مایع استفاده می‌کنند، ترجیح داده می‌شوند.

برای مقابله با این چالش، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی دکتر هان جونگ تاک، فناوری تبدیل نانولوله‌های کربنی به شکل پودر را توسعه داده است که تجمع را به حداقل می‌رساند و امکان پراکندگی آسان با مواد دیگر در فرآیندهای خشک را فراهم می‌کند. این نوآوری پودر نانولوله‌های کربنی را قادر می‌کند تا بدون انباشتگی به مواد دیگر متصل شود و آن را به یک ماده رسانا با کارایی بالا برای باتری‌های ثانویه نسل بعدی تبدیل ‌کند. این تیم تحقیقاتی درخواست‌های ثبت اختراع داخلی را برای این فناوری جدید تکمیل کرده‌اند و در حال حاضر در حال انجام تأییدیه‌های مختلفی از جمله کاربرد آندها و کاتدهای لایه ضخیم با ظرفیت بالا هستند.

به نقل از ستاد نانو، هان بر اهمیت توسعه این فناوری تاکید و اظهار کرد: فرایند خشک، سازگار با محیط زیست است؛ زیرا از حلال‌های سمی استفاده نمی‌کند، نیاز به بازیابی حلال را از بین می‌برد، فرآیند را ساده می‌کند و هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد که توجه خودروهای برقی جهانی را به خود جلب کرده است. فناوری سوسپانسیون‌های نانولوله‌های کربنی در فرآیندهای خشک برای ایجاد مواد رسانا، به حفظ برتری فناوری در نسل بعدی فناوری باتری‌های ثانویه کمک می‌کند.

این فناوری با غلبه بر محدودیت‌های تجمع نانولوله‌های کربنی و امکان استفاده از آنها در فرآیندهای خشک سازگار با محیط زیست، نه تنها عملکرد باتری‌های ثانویه را افزایش می‌دهد، بلکه از شیوه‌های صنعتی پایدار نیز پشتیبانی می‌کند. کاهش استفاده از حلال‌های سمی و هزینه‌های تولید با تقاضای رو به رشد برای فرآیندهای تولیدی سازگار با محیط‌زیست، به‌ویژه در صنعت خودروهای الکتریکی، هماهنگ است.