نُشرت الدراسة في 9 أكتوبر في مجلة علمية عالمية مرموقة.
الفوسفور الأسود هو متآصل للفوسفور الأبيض. هيكله الطبقي الفريد يمنحه موصلية أيونية قوية وسعة شحن نظرية عالية، مما يجعله مادة قطب واعدة ذات قدرة على الشحن السريع. ومع ذلك، يميل الفوسفور الأسود إلى التدهور الهيكلي عند حواف هيكله الطبقي، وأداؤه العملي يقل بكثير عن التوقعات النظرية. مؤخرًا، تبنى فريق بحثي استراتيجية “تصميم الواجهة”، بربط الفوسفور الأسود والغرافيت عبر روابط تساهمية فوسفور-كربون. لم تستقر هذه الطريقة بنية المادة فحسب، بل عززت أيضًا الموصلية الجوهرية لمركب الفوسفور الأسود-الغرافيت لأيونات الليثيوم.
ومع ذلك، عادةً ما تُطلى مواد الأقطاب بمواد كيميائية تتحلل في الكهارل، بعضها يعيق اختراق أيونات الليثيوم – أشبه بالغبار على الزجاج الذي يحجب الضوء. طبق فريق البحث المشترك هلامًا بوليمريًا رقيقًا لإنشاء طلاء مقاوم للغبار “يبلل” سطح مركب الفوسفور الأسود-الغرافيت، سامحًا لأيونات الليثيوم بالمرور.
لا تزال سرعات الشحن البطيئة والنطاق المحدود من القيود الرئيسية في تطوير المركبات الكهربائية.
إذا تحقق الإنتاج الضخم لهذه المادة، يمكن تطوير مواد كاثود متوافقة ومكونات مساعدة أخرى. يمكن أن تتيح التحسينات الإضافية في هيكل بطاريات الليثيوم، وإدارة الحرارة، والتصميم الواقي، تحقيق بطاريات ليثيوم-أيون بكثافة طاقة تبلغ 350 واط-ساعة لكل كيلوغرام وقدرات شحن سريع.
بطاريات الليثيوم-أيون بكثافة طاقة تبلغ 350 واط-ساعة لكل كيلوغرام يمكن أن توفر للمركبات الكهربائية نطاق سير يقارب 1000 كيلومتر. إلى جانب تقنية الشحن السريع، ستتحسن تجربة مستخدمي المركبات الكهربائية بشكل كبير.
