دانشمندان بلاخره موفق به ساخت باتریهای لیتیومی خالص شده‌اند که با گذشت زمان می‌تواند چهار برابر بیشتر از نمونه‌های کنونی در گوشیهای هوشمند و دستگاههای دیگر باقی بماند.

 این کشف مهم می‌تواند فناوریهای گوناگون از خودروهای الکتریکی گرفته تا دستگاههای مصرفی مانند دستگاههای پخش MP3 را که همگی به ذخیره نیرو نیاز دارند، متحول کند.

در حال حاضر صاحبان دستگاههای دارای باتریهای لیتیوم یونی باید مکررا دستگاههای خود را شارژ کنند تا پس از چند ساعت با مشکل خاموشی آنها مواجه نشوند. از جمله دلایل آن در کنار کوچک بودن باتریها، انرژی‌بر بودن آنها نیز هست.

مهندسان دانشگاه استنفورد کالیفرنیا پس از سالها پژوهش بر این باورند که توانسته‌اند طول عمر باتریها را افزایش داده و در عین حال، اندازه کوچک آنها را تغییر ندهند.

آنها برای انجام این کار، آنود باتری را نیز از لیتیوم ساختند. همه باتریها از سه جزء پایه شامل یک الکترولیت برای ارائه الکترون، یک آنود برای تخلیه این الکترونها و یک کاتد برای دریافت آنها برخوردارند.

امروزه، باتریهای لیتیومی وجود دارند اما لیتیوم نه در آنود بلکه در الکترولیت قرار دارد. دانشمندان سالهای در حال کار برای تولید یک آنود از لیتیوم خالص بودند چرا که ارزانتر، کوچکتر و با بهره‌وری بسیار بیشتر خواهد بود. اما از آنجایی که لیتیوم این فرآیند را تحمل نمی‌کرد، تمامی تلاشها با شکست مواجه می‌شدند.

محققان آنود لیتیومی را با ابداع یک فیلم از نانوکره‌های کربنی برای محافظت از آنود ساختند و از شکستن آن در زمان انبساط جلوگیری کردند.

این نانوکره‌ها یک سطح مشابه کندوی عسل برای ایجاد یک فیلم منعطف، یکنواخت و غیر واکنشی ایجاد کردند که از لیتیوم بی‌ثبات حفاظت می کند.

ضخامت این نانوکره‌های کربنی تنها 20 نانومتر است و 5000 لایه از آن بر روی یکدیگر به اندازه یک تار موی انسان خواهد بود.

لایه نانوکروی دانشگاه استنفورد از کربن آمورف ساخته شده که از لحاظ شیمیایی پایدار بوده و همچنین محکم و منعطف است تا بتواند بطور آزادانه با منبسط و منقبض شدن لیتیوم در دوره شارژ شدن عادی باتری به بالا و پائین حرکت کند.

نتایج این پژوهش در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.