با تلاش محققان برجسته کره‌ای، گامی نوین در عرصه فناوری باتری‌های لیتیوم یونی برداشته شده است. این دستاورد که با بهره‌گیری از دانش نانوفناوری حاصل شده، پتانسیل آن را دارد تا تحولی شگرف در آینده وسایل نقلیه الکتریکی، ابزارهای همراه و سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی ایجاد کند و افق‌های تازه‌ای را پیش روی این صنایع بگشاید.
این پژوهش پیشگامانه، حاصل همکاری ثمربخش میان تیم تحقیقاتی دانشگاه دونگوک به رهبری پروفسور جه مین اوه و دانشگاه ملی کیونگ‌بوک تحت سرپرستی پروفسور سونگ مین پک بوده است. جزئیات این یافته‌های ارزشمند در نشریه معتبر «Chemical Engineering Journal» به چاپ رسیده و توجه جامعه علمی را به خود جلب کرده است. قلب تپنده این نوآوری، یک ماده هیبریدی با معماری مهندسی‌شده در مقیاس نانو است که از ترکیب هوشمندانه اکسید گرافن احیاشده (rGO) و هیدروکسید دولایه نیکل-آهن (NiFe-LDH) شکل گرفته است.
در این ساختار نوین، اکسید گرافن احیاشده به عنوان بستری با رسانایی الکتریکی فوق‌العاده عمل می‌کند و امکان انتقال سریع الکترون‌ها را فراهم می‌سازد، در حالی که ترکیب منحصربه‌فرد نیکل و آهن با خاصیت شبه‌خازنی خود، قادر به ذخیره‌سازی موثر بار الکتریکی است. ویژگی بارز این ماده، ساختار توخالی و کروی‌شکل آن است که به صورت لایه‌لایه طراحی شده و منجر به ارتقای چشمگیر پایداری و هدایت الکتریکی در مقایسه با نمونه‌های مشابه شده است.
فرآیند تولید این ماده نوآورانه با استفاده از ذرات پلی‌استایرن به عنوان یک قالب موقت آغاز می‌شود. پس از پوشش‌دهی این ذرات با مواد اولیه گرافن و نیکل-آهن، یک فرآیند حرارتی دقیق اعمال می‌گردد که در نهایت به تشکیل ترکیبی از اکسید نیکل-آهن بلوری و اکسید نیکل آمورف می‌انجامد. همزمان با این تحولات شیمیایی، اکسید گرافن نیز به فرم رسانای خود تبدیل می‌شود، تا ساختار نهایی از نظر هدایت الکتریکی در بالاترین سطح بهینگی قرار گیرد.
نتایج آزمایش‌های عملکرد این باتری لیتیوم-یون جدید، ارقام خیره‌کننده‌ای را به نمایش گذاشته است. بر اساس داده‌های به دست آمده، آند طراحی‌شده توانسته است حتی پس از تحمل ۵۸۰ سیکل شارژ و دشارژ مداوم، ظرفیت ویژه قابل توجه ۱۶۸۷.۶ میلی‌آمپرساعت بر گرم را حفظ کند. این سطح از عملکرد، به مراتب فراتر از توانایی بسیاری از مواد رایج مورد استفاده در باتری‌ها است. ساختار توخالی و یکپارچه این ماده، با ممانعت از تماس مستقیم ذرات فعال با الکترولیت، نقش موثری در جلوگیری از افت ظرفیت و تخریب ساختار در طول زمان ایفا می‌کند.
پروفسور پک با اشاره به اهمیت این دستاورد علمی اظهار داشت: «این موفقیت ارزشمند، مرهون همکاری نزدیک متخصصان از حوزه‌های دانشی گوناگون بوده است. ما بر این باوریم که آینده فناوری ذخیره‌سازی انرژی، نه در بهبود منفرد یک ماده، بلکه در طراحی هوشمندانه سیستم‌هایی متشکل از مواد مختلف است که با تعامل و هم‌افزایی با یکدیگر، عملکردی بی‌نظیر را ارائه می‌دهند.» وی همچنین افزود که این پژوهش می‌تواند مسیری واضح و روشن را برای تولید نسل جدیدی از باتری‌های لیتیوم یونی با ابعاد کوچک‌تر، سرعت شارژ بسیار بالاتر و طول عمر طولانی‌تر ترسیم نماید و پیش‌بینی کرد که این فناوری نوظهور احتمالاً در بازه زمانی ۵ تا ۱۰ سال آینده، به کاربردهای تجاری گسترده‌ای در صنعت رو به رشد خودروهای برقی و همچنین شبکه‌های توزیع انرژی دست خواهد یافت.
