تیتانیوم کارباید‌،ساختار باتری های آینده،MXene

تیتانیوم کارباید‌های دوبعدی

پژوهشگران دانشگاه درکسل به خاکی رسانایی دست یافته‌اند و ادعا می‌کنند این خاک روزی می‌تواند جایگزینی استثنایی برای الکترودهای باتری‌ها و ابرخازن‌های باشد. البته تا‌کنون فناوری‌ها و مواد جدید بسیاری ارائه و ادعا شده که مشکلات باتری‌های امروزی را حل خواهد کرد، سرانجام این خاک جدید! چگونه خواهد بود؟
اما چرا این ماده جالب به نظر می‌آید؟ سه خاصیت مهم وجود دارد که توجه‌ بسیاری را به این ذرات رسانا جلب کرده است. اول؛ این ماه که MXene نام دارد، آبدوست است بنابراین این ماده آب را بر سطح خود می‌پذیرد که این خاصیت بر خلاف گرافن است. آبدوستی می‌تواند در برخی از کاربردها ویژگی بسیار مثبتی تلقی شود.
دوم؛ این ماده بسیار چکشخوار و نرم است و می‌توان آن را به اشکال پیچیده‌ای قالب گیری کرد. می‌توان آن را لوله کرد یا به شکل صفحه درآورد که برای یک ماده با رسانندگی در حد یک فلز بسیار مناسب و جالب است.
سوم؛ این ماده ظرفیت خازنی بالایی تا 900 فاراد برسانتی متر مکعب دارد که البته برای اولین بار بسیار قابل توجه است. گروهی که روی این ماده کار می‌کنند تلاشی برای بهبود آن نکرده‌اند اما حتی هم اکنون نیز می‌توان ادعا کرد که این ماده خازن ایمنی حداقل تا 10000 بار چرخه‌ی شارژ به دست می‌دهد که حائز اهمیت است.
احتمالا شما هم دچار مشکل در خواندن نام این ماده شده‌اید، تلفظ صحیح این ماده "مکس یین" (mex-een) است که به صورت MXene نوشته می‌شود.

آیا این ماده جدید است؟
بله و خیر. این ماده در ابتدا سال 2011 کشف شد و متشکل از تیتانیوم کارباید‌های دوبعدی بود که از فازهای MAX مشتق شده بودند. نکته‌ی جدیدی که در مورد این ماده وجود داشت تبدیل شکل آن به صورت خاک است که نه تنها ایمن‌تر و سریع‌تر از روش‌های پیشین بود بلکه می‌شد آن را از مواد در دسترس‌تری تهیه کرد. پیش از این یک روز طول می‌کشید که پژوهشگران الکترودی از این جنس را بسازند اما هم اکنون این کار فرایندی یک ربع ساعتی است.

خب، آیا باید از فردا منتظر باتری‌های مبتنی بر خاک MXene باشیم؟
خیر، این مرحله‌ای بسیار ابتدایی از این ماده به شمار می‌آید و از جایی که معمولا در مقالات ابتدایی مربوط به یک ماده مشکلات و ایرادات آن بیان نمی‌شود باید هم چنان در انتظار پژوهش‌های بیشتر روی این ماده ماند. در حقیقت به قول یکی از اعضای این گروه: ما در حال حاضر تنها در مورد توده‌ای از خاکی خاص صحبت می‌کنیم نه بیشتر.

لینک دانلود ویدیوی : تیتانیوم کارباید‌،ساختار باتری های آینده،MXene