به گزارش گروه علم و فناوری ایسکانیوز، یافته های جدید یک گام در جهت ایجاد یک باطری 100 درصد پلیمری بدون فلز برداشته است؛ اما مانع اصلی و عمده در این راه پیدا کردن یک پلیمر است که از لحاظ الکتروشیمیایی فعال باشد یعنی باید بتواند الکترون‌ها را ذخیره و سپس آنها را مبادله کند.

« جودی لوتکن هاوز» استاد دانشکده مهندسی شیمی در دانشگاه A & M تگزاس و همکارانش می اندیشند که پلیمرهای رادیکال آلی، در این راستا می توانند کارساز باشند؛ زیرا با توجه به ساختار شیمیایی‌شان، پلیمرهای رادیکال آلی بسیار پایدار و واکنش پذیر هستند.

از آنجایی که پلیمرهای رادیکال آلی، دارای یک الکترون تک در گروه رادیکال هستند، این خاصیت الکترومغناطیسی به آنها این قابلیت و اجازه را می دهد تا با انتقال سریع شار در این پلیمرها، در واکنش های بازسازی واکنش سریعی از خود نشان دهند.

به عقیده لوتکن هاوز، تجدید‌نظر اصلی درباره این طبقه از پلیمرها، در سرعت واکنش آنها نهفته است.

این پلیمرها برای باتری ها امروزه بسیار امیدوار کننده هستند؛ زیرا می توانند سریعتر از هر باتری معمولی در تلفن یا دستگاه مشابه شارژ و تخلیه کنند.

این شارژ سریع می تواند به طرز چشمگیری چرخ های وسایل نقلیه الکتریکی امروزی را تغییر دهد.

خواص بازدارنده فعال پلیمرهای رادیکال آلی برای مدتی است که شناخته شده است با این حال، قبل از این تحقیق، مکانیزم دقیقی برای الکترون ها و یون هایی از طریق آن پلیمر سفر می کنند، توصیف نشده بود.

به طور جزئی، مقیاس و سرعتی که این واکنش ها در آن اتفاق می افتد به گونه ای است که ضبط اطلاعات قابل اعتماد در آن را تا اندازه‌ای مشکل می کند.

با این حال لوتکن هاوز و تیم او توانستند اندازه‌گیری‌های فوق العاده دقیقی را با استفاده از یک دستگاه تخصصی که یک میکرواسانس بلوری کوارتز الکتروشیمیایی با نظارت بر تخلیه (EQCM-D) بودند، انجام دهند.

استفاده از EQCM-D در واقع بسیار ساده است؛ اما تنها در مقیاس فوق العاده بسیار کوچک عمل می کند.

لوتکن هاوز درباره راه اندازی آزمایشی این طرح توضیح می دهد : « همانطور که ما این پلیمر را شارژ و تخلیه می کنیم در واقع داریم آن را وزن می کنیم. بنابراین دقیقا می توانیم وزن آن را حتی تا دقت نانوگرم اندازه گیری کنیم. این دستگاه بسیار حساس است تا جایی که می توانیم یون هایی را که در داخل و خارج از پلیمر رادیکال آلی هستند را نیز اندازه گیری کنیم. »

نتایج تجزیه و تحلیل EQCM-D منجر به نتایج غیر منتظره ای شد. قبل از این تحقیق، اجماع بر این بود که تنها آنیون ها در این فرآیند حمل می شدند؛ اما این نتایج نشان می دهند که یون های لیتیوم نیز در این فرآیند حمل می شوند.

علاوه بر این، رفتار و حمل‌و‌نقل یون‌ها به نظر می رسد که وابسته به الکترولیت بیشتر از خود پلیمر باشد.

محققان دانشگاه تگزاس در همین راستا با درک عمیق‌تر از فرآیندهای اساسی این فرآیند قصد دارند تا نگاهی دقیق‌تر به تعاملات الکترولیتی پلیمر داشته باشند.

انتهای پیام/