Silikon anodları batareya sənayesində böyük diqqət çəkib.litium-ion batareyalarıQrafit anodlardan istifadə etməklə, onlar 3-5 dəfə daha böyük tutum təmin edə bilərlər. Daha böyük tutum batareyanın hər doldurulmadan sonra daha uzun müddət işləyəcəyi deməkdir ki, bu da elektrikli nəqliyyat vasitələrinin sürmə məsafəsini əhəmiyyətli dərəcədə uzada bilər. Silisium bol və ucuz olsa da, Si anodlarının doldurulma-boşalma dövrləri məhduddur. Hər doldurma-boşalma dövrü ərzində onların həcmi xeyli genişlənəcək və hətta tutumu da azalacaq ki, bu da elektrod hissəciklərinin qırılmasına və ya elektrod təbəqəsinin delaminasiyasına səbəb olacaq.

Professor Canq Vuk Çoy və professor Əli Coşkunun rəhbərlik etdiyi KAIST komandası 20 iyulda silikon anodlu böyük tutumlu litium-ion batareyaları üçün molekulyar blok yapışdırıcısı barədə məlumat verib.

KAIST komandası molekulyar kasnaqları (polirotaksanlar adlanır) batareya elektrod bağlayıcılarına inteqrasiya etdi, o cümlədən elektrodları metal substratlara birləşdirmək üçün batareya elektrodlarına polimerlər əlavə etdi. Polirotandakı halqalar polimer skeletinə vidalanaraq skelet boyunca sərbəst hərəkət edə bilir.

Polirotandakı halqalar silikon hissəciklərinin həcm dəyişməsi ilə sərbəst hərəkət edə bilər. Halqaların sürüşməsi silikon hissəciklərinin formasını effektiv şəkildə saxlaya bilər ki, onlar davamlı həcm dəyişmə prosesində parçalanmasınlar. Qeyd etmək lazımdır ki, hətta əzilmiş silikon hissəcikləri belə polirotan yapışdırıcılarının yüksək elastikliyinə görə koalessent qala bilər. Yeni yapışdırıcıların funksiyası mövcud yapışdırıcıların (adətən sadə xətti polimerlərin) funksiyasından kəskin şəkildə fərqlənir. Mövcud yapışdırıcılar məhdud elastikliyə malikdir və buna görə də hissəcik formasını möhkəm saxlaya bilmir. Əvvəlki yapışdırıcılar əzilmiş hissəcikləri səpə bilər və silikon elektrodlarının tutumunu azalda və ya hətta itirə bilər.

Müəllif hesab edir ki, bu, fundamental tədqiqatların əhəmiyyətinin əla nümayişidir. Polirotaksan ötən il "mexaniki rabitələr" konsepsiyasına görə Nobel mükafatını qazanıb. "Mexaniki rabitə" kovalent rabitələr, ion rabitələri, koordinasiya rabitələri və metal rabitələri kimi klassik kimyəvi rabitələrə əlavə edilə bilən yeni müəyyən edilmiş bir anlayışdır. Uzunmüddətli fundamental tədqiqatlar batareya texnologiyasının uzun müddətdir davam edən problemlərini gözlənilməz bir sürətlə tədricən həll edir. Müəlliflər həmçinin qeyd ediblər ki, hazırda molekulyar kasnaqlarını faktiki batareya məhsullarına inteqrasiya etmək üçün böyük bir batareya istehsalçısı ilə işləyirlər.

Şimal-Qərb Universitetinin 2006-cı il Nobel Laureatı Kimya Mükafatı laureatı Ser Freyzer Stoddart əlavə etdi: “Mexaniki rabitələr enerji saxlama mühitində ilk dəfə bərpa olunub. KAIST komandası sürüşmə halqalı polirotaksanlarda mexaniki bağlayıcılardan məharətlə istifadə edib və alfa-siklodekstrin spiral polietilen glikolu funksionallaşdırıb ki, bu da bazarda litium-ion batareyalarının performansında bir irəliləyiş olduğunu göstərir. Bu batareyalar, kasnaq formalı aqreqatlar mexaniki bağlayıcılarla birləşdirildikdə, ənənəvi materialları yalnız bir kimyəvi rabitə ilə əvəz edir ki, bu da materialların və avadanlıqların xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərəcək.”