Kremniý anodlary batareýa senagatynda uly üns çekdi.litium-ion batareýalaryGrafit anodlaryny ulanmak bilen, olar 3-5 esse uly kuwwatlylyk berip bilerler. Uly kuwwatlylyk batareýanyň her zarýaddan soň has uzak wagtlap işlejekdigini aňladýar, bu bolsa elektrik awtoulaglarynyň sürüş aralygyny ep-esli uzaldyp biler. Kremniý köp we arzan bolsa-da, Si anodlarynyň zarýad-boşadyş siklleri çäkli. Her zarýad-boşadyş siklinde olaryň göwrümi ep-esli giňeler we hatda kuwwatlylygy hem azalar, bu bolsa elektrod bölejikleriniň döwülmegine ýa-da elektrod plýonkasynyň delaminasiýasyna getirer.

Professor Jang Wuk Çoý we professor Ali Coskun tarapyndan ýolbaşçylyk edilýän KAIST topary 20-nji iýulda kremniý anodly uly kuwwatly litium-ion batareýalary üçin molekulýar şkiwli ýelmeşdiriji barada habar berdi.

KAIST topary molekulýar şkiwleri (polirotaksanlar diýilýär) batareýa elektrodlaryny birleşdiriji maddalara birleşdirdi, şol sanda elektrodlary metal substratlara berkitmek üçin batareýa elektrodlaryna polimerleri goşdy. Polirotandaky halkalar polimer skeletine wint bilen berkidilýär we skelet boýunça erkin hereket edip bilýär.

Polirotandaky halkalar kremniý bölejikleriniň göwrüminiň üýtgemegi bilen erkin hereket edip bilýär. Halkalaryň süýşmegi kremniý bölejikleriniň görnüşini netijeli saklap bilýär, şonuň üçin olar üznüksiz göwrümiň üýtgemegi prosesinde dargamazlar. Polirotan ýelmeşdirijileriniň ýokary elastikligi sebäpli hatda ezilen kremniý bölejikleriniň hem birleşip galyp biljekdigi bellärliklidir. Täze ýelmeşdirijileriň funksiýasy bar bolan ýelmeşdirijileriň (köplenç ýönekeý çyzykly polimerleriň) funksiýasyndan düýpgöter tapawutlanýar. Bar bolan ýelmeşdirijileriň elastikligi çäkli we şonuň üçin bölejikleriň görnüşini berk saklap bilmeýär. Öňki ýelmeşdirijiler ezilen bölejikleri saçyp, kremniý elektrodlarynyň kuwwatyny azaldyp ýa-da hatda ýitirip bilýär.

Awtor munuň esasy barlaglaryň möhümliginiň ajaýyp subutnamasydygyna ynanýar. Polirotaksan geçen ýyl "mehaniki baglanyşyklar" düşünjesi üçin Nobel baýragyna mynasyp boldy. "Mehaniki baglanyşyk" kowalent baglanyşyklar, ion baglanyşyklar, koordinasiýa baglanyşyklary we metal baglanyşyklary ýaly klassiki himiki baglanyşyklara goşulyp bilinýän täze kesgitlenen düşünjedir. Uzak möhletli esasy barlaglar batareýa tehnologiýasynyň uzak wagtlap dowam edýän kynçylyklaryny garaşylmadyk derejede kem-kemden çözýär. Awtorlar şeýle hem häzirki wagtda özleriniň molekulýar şkiwlerini hakyky batareýa önümlerine goşmak üçin uly batareýa öndüriji bilen işleşýändiklerini aýtdylar.

Demirgazyk-Günbatar Uniwersitetiniň 2006-njy ýyldaky Nobel baýragynyň eýesi, himiýa baýragynyň eýesi ser Fraser Stoddart şeýle sözüni goşdy: “Mehaniki baglanyşyklar energiýa saklaýyş gurşawynda ilkinji gezek dikeldildi. KAIST topary sürgülü halkaly polirotaksanlarda mehaniki baglaýjylary ussatlyk bilen ulandy we alfa-siklodekstrin spiral polietilen glikoly funksionallaşdyrdy, bu bolsa bazarda litium-ion batareýalarynyň iş görkezijilerinde uly öňegidişlik alamatlandyrdy, şkiw şekilli agregatlar mehaniki baglaýjylar bilen birleşdirilende. Birleşmeler adaty materiallary diňe bir himiki baglanyşyk bilen çalşýar, bu bolsa materiallaryň we enjamlaryň häsiýetlerine uly täsir eder.