Rác thải Silicon ứng dụng vào cấu trúc PIN

Phòng thí nghiệm Pulickel Ajayan của các nhà khoa học vật liệu tại Đại học Rice đã tạo ra hệ thống lưới nano từ silicon. Lưới này có thể hấp thụ gấp 10 lần lượng lithium so với cacbon thông thường sử dụng trong pin Li-ion. Ngoài ra, nó còn nở ra và co lại khi nạp và xả điện nên hỏng một cách nhanh chóng.

Phòng thí nghiệm Ajayan đã công bố kết quả này trên tạp chí khoa học Proceedings of the National Academy of Sciencevề kĩ thuật tạo nên hệ thống mạng nano giữa đồng và bán dẫn polyme vào anot. Vật liệu này cho phép nở ra và co lại đủ cần thiết để kéo dài tuổi thọ của chúng. Chất điện phân còn đóng vai trò như một khoảng trống hiệu quả giữa anot và catot.

Biến vật thải thành pin là một quá trình tinh vi. Trong một đoạn mô tả, những nhà nghiên cứu nói rằng họ hi vọng thiết bị của họ là một bước tiến đến thế hệ pin linh hoạt, hiệu quả và giá cả phải chăng có thể có nhiều hình dạng khác nhau.

Họ nói rằng đã sử dụng keo dạng nano cầu để làm mặt nạ silicon bằng cách bôi polystyren dạng hạt trong chất lỏng trên lớp mỏng silicon. Các hạt này tự động sắp xếp theo mạng lưới lục giác – và giữ nguyên khi co lại theo tính chất hóa học. Một lớp mỏng vàng được phun lên và polystyren tách ra, để lại lớp mặt nạ vàng nguyên chất với các lỗ đều nhau trên mặt.

Lớp mặt nạ này được sử dụng trong công nghệ hóa kim, silicon rã ra khi chạm vào kim loại. Qua thời gian ngâm hóa chất, chất xúc tác kim loại sẽ tan vào silicon và để lại hàng triệu mạng nano đều nhau dài 50-70 micro mét, xuyên qua các lỗ.

Các nhà nghiên cứu đặt một lớp mỏng đồng lên lưới nano để tăng khả năng hấp thụ lithium sau đó chế vào chất điện phân – chuyển ion thành mạng nano và có tác dụng như miếng đệm giữa anot và catot (được gắn vào sau)

Thuật khắc axit không phải là mới nhưng trở ngại cho ứng dụng của pin là lưới nano bị tách ra khỏi lớp silicon vì lưới nano nguyên chất và tự do sẽ mau chóng bị vỡ.

Lớp điện phân ngập trong mạng nano được xếp theo ma trận phức tạp và làm cho nó dễ dàng di chuyển. Họ nói : “Chúng tôi chạm vào bằng lưỡi dao cạo râu và bóc nó ra”.

Khi kết hợp với collector ở một phía rồi đến catot và collector ở phía kia thì pin có được hứa hẹn có 150mAh trên mỗi gam với chu trình 50 lần nạp hoặc xả thì sẽ có hỏng dần. Các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu cách nâng cao chất lượng và kiểm tra anot ở cấu trúc pin chuẩn.

Họ nói :“Sự mới mẻ ở đây nằm ở chỗ tính cố hữu đơn giản của nó”, “Chúng tôi tin rằng kết quả này sẽ cung cấp phương án giải quyết cho việc quản lý rác thải ngành điện tử bằng cách cho phép giải phóng các con chip silicon”

One Key Services