แมงกานีสซีลีไนด์จะมีลักษณะที่มีแนวโน้มเป็นวัสดุแอโนดสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน หากไม่พองตัวเกือบ 160% ในระหว่างรอบการชาร์จ-คายประจุ ซึ่งจะทำให้อิเล็กโทรดแตก
ตอนนี้นักวิจัยจาก Korea Maritime และ Ocean University ได้ค้นพบวิธีที่จะฝัง MnSe ในเมทริกซ์นาโนคาร์บอน 3 มิติ ซึ่งสามารถทำให้การขยายตัวของมันเชื่องได้
วิศวกร Jun Kang กล่าวว่า "เรามุ่งเน้นไปที่แมงกานีสซีลีไนด์ ซึ่งเป็นสารประกอบโลหะทรานซิชันราคาไม่แพง ซึ่งเป็นที่รู้จักในด้านการนำไฟฟ้าสูงและการนำไปใช้ในการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์และตัวเก็บประจุยิ่งยวด ซึ่งเป็นตัวเลือกที่เป็นไปได้สำหรับแอโนดแบตเตอรี่ Li-ion ขั้นสูง" Jun Kang วิศวกรกล่าว
พวกเขาใช้เส้นทางโซล-เจลและซีลีเนชัน ซึ่งทีมอธิบายว่า "สะดวก" - นักเคมีพูดถึง 'เหมือนตกจากท่อนซุง'
วัสดุแอโนดที่ได้นั้นมีอนุภาคนาโน MnSe ที่สม่ำเสมอซึ่งทอดสมออยู่ในคาร์บอนนาโนชีตเมทริกซ์ (CNM) และได้รับการตั้งชื่อว่า 'MnSe ⊂ 3DCNM'
โครงสร้างดังกล่าวมีพื้นที่ผิวสูงและข้อดีอื่น ๆ "ที่นำไปสู่ปฏิกิริยาการแตกตัวแบบสมบูรณ์ - ปฏิกิริยาการหลุดลอก จลนพลศาสตร์ไฟฟ้าเคมีที่ดีเยี่ยม และการขยายตัวของปริมาตรบัฟเฟอร์ของอนุภาคนาโน MnSe" ตามเอกสารที่อธิบายงาน (ดูด้านล่าง) .
ตัวแปรเฉพาะ – MnSe ⊂ 3DCNM-1.92 – เป็นอิเล็กโทรดเดี่ยว มีความจุแบบย้อนกลับที่เสถียรที่ 665.5mAh/g หลังจาก 200 รอบและประสิทธิภาพคูลอมบิกที่คงอยู่ใกล้ 100%
ร่วมกับ LiMn2O4 แคโทดในแบตเตอรี่เต็ม “ทีมสังเกตว่า MnSe ⊂ 3DCNM-1.92 ยังคงแสดงคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าที่เหนือกว่า ซึ่งรวมถึงลิเธียมไอออนและจลนพลศาสตร์การขนส่งอิเล็กตรอนที่เหนือกว่า” ตามที่มหาวิทยาลัยระบุ
"การใช้โครงนั่งร้านแบบเติมที่เอื้อต่อเราได้พัฒนาขั้วบวกที่เพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้สามารถเก็บพลังงานแบบย้อนกลับได้" Kang กล่าว "กลยุทธ์นี้สามารถใช้เป็นแนวทางสำหรับซีลีไนด์โลหะทรานซิชันอื่นๆ ที่มีพื้นที่ผิวสูงและโครงสร้างนาโนที่เสถียร โดยนำไปใช้ในระบบการจัดเก็บ การเร่งปฏิกิริยาด้วยไฟฟ้า และเซมิคอนดักเตอร์"
Korea Maritime and Ocean University ทำงานร่วมกับมหาวิทยาลัยแห่งชาติปูซาน
งานนี้ได้อธิบายไว้ใน 'การสังเคราะห์แมงกานีสซีลีไนด์ที่ทอดสมออยู่ในเมทริกซ์นาโนคาร์บอนสามมิติพร้อมคุณสมบัติการจัดเก็บลิเธียมที่เพิ่มขึ้น' ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารวิศวกรรมเคมี