باتریهای لیتیم-هوا میتوانند جایگزین مناسبی برای باتریهای لیتیم-یون فعلی باشند که در خودروهای الکتریکی، موبایلها و لپ تاپها بکار میروند. این باتریها میتوانند انرژی تا 10 برابر بیشتر از باتریهای لیتیم-یون را ذخیره کنند و بسیار سبکتر هستند. باتریهای لیتیم-هوا با استفاده از کاتالیزورهای پیشرفته از مواد دوبعدی انرژی بیشتری را تأمین میکنند. این نوع کاتالیستها سرعت واکنشهای شیمیایی باتری را افزایش داده و با توجه به اینکه هر کاتالیست از چه نوع مادهای تهیه شده باشد، امکان افزایش انرژی و نگهداری آن را برای باتری فراهم میکنند.
به گفته دکتر امین صالحی خجین: "ما نیازمند باتریهایی با دانسیته انرژی بسیار بالا هستیم تا بتوانند انرژی مورد نیاز فناوریهای جدید را تأمین کنند که در موبایلها، لپ تاپ و بخصوص خودروهای الکتریکی کاربرد داشته باشند." دکتر صالحی خجین و همکارانش برخی مواد دوبعدی را سنتز کردند که کاربرد کاتالیستی دارند. این مواد دوبعدی قادر هستند تا انرژی باتریهای لیتیم-هوا را تا بیش از 10 برابر ارتقا دهند.
" در حال حاضر، خودروهای الکتریکی بطور متوسط 100 مایل (160 کیلومتر) مسافت را به ازای هر بار شارژ طی میکنند. اما با استفاده از این کاتالیستهای دوبعدی، میتوان تقریباً 400 تا 500 مایل را به ازای هر بار شارژ پیمود که دستاورد بزرگی در ذخیره انرژی به شمار میرود." این محققان توانستند 15 گونه مختلف از فلزات واسطه دی کالکوژنید دوبعدی (TMDC) را تهیه کنند. TMDCها ترکیبات منحصربفردی هستند؛ زیرا هدایت الکتریکی بالایی داشته و انتقال الکترون سریعی را ایجاد میکنند و قادرند در واکنشهای شارژ-دشارژ باتری دخالت کنند.
طبق گفته خانم لیلی مجیدی: "در فرم دوبعدی این مواد، TMDCها خصوصیات الکترونیکی بسیار بهتری را نشان داده و سطح واکنش بیشتری را فراهم میکنند تا در فرایندهای الکتروشیمیایی شرکت کنند و البته ساختار آنها نیز تغییر نخواهد کرد. سرعت واکنشها نیز در مقایسه با کاتالیستهای رایجی چون طلا و پلاتین که در باتری استفاده میشوند، بسیار سریعتر هستند.
یکی از دلایلی که این مواد موفق ظاهر شدهاند، این است که این مواد هر دو فرایند شارژ و دشارژ را تسریع میکنند. مواد دوبعدی همچنین خاصیت همافزایی با الکترولیت مایع یونی را دارند. بدین ترتیب فرایند انتقال الکترون سریعتر شده و فرایند شارژ هم تسریع میشود و بازده ذخیرهسازی و آزادسازی انرژی ارتقا مییابد.