در دهههای گذشته به دلیل محدویتهای باتری‌های لیتیوم یون و هزینه بالای آنها، تحقیقات زیادی برای جایگزینی آنها با باتری‌های سدیمی انجام گرفته است. منتها چالشی که در این مسیر وجود دارد، طول عمر پایینترِ این باتریها از نمونههای لیتیوم یون است.
محققان دانشگاه کالیفرنیا دلیل اصلی فقدان ظرفیت در این نوع باتریها را کشف کردند: حضور غیر عمد هیدروژن که موجب تخریب ساختار الکترود باتری میشود. هیدروژن معمولاً در طی روند ساخت ماده کاتدی وارد باتری شده یا اینکه ممکن است ناشی از محیط اطراف یا الکترولیت باتری باشد. به منظور بررسی اثر هیدروژن بر ساختار ماده کاتدی از روشهای کامپیوتری برای پیش‌بینی ساختار و اثرات شیمیایی ناشی از حضور ناخالصیها استفاده شده است.
هیدروژن به راحتی میتواند به ساختار ماده نفوذ کرده و باعث تخریب ساختار منگنز اکسید شود که مواد کاتد را در کنار هم نگه داشته است. این فرایند برگشتناپذیر بوده و منجر به کاهش ظرفیت و در نهایت تخریب باتری میشود.
تحقیقات اولیه نشان داده بودند که فقدان منگنز در سطح تماس الکترود و الکترولیت رخ میدهد یا اینکه ناشی از فرایند انتقال فاز است ولی این پروژه نشان داد که فقدان منگنز در هر جایی از باتری که هیدروژن حضور داشته باشد، میتواند رخ دهد. از آنجاییکه هیدروژن کوچک بوده و به شدت واکنشپذیر است، به عنوان مهمترین مزاحم در اکثر واکنشها شناخته میشود. با انجام این پروژه، اثر تخریبی هیدروژن شناسایی شده و تلاش بر این است تا مانع دخالت هیدروژن در روند واکنشها شد.
واقعیت این است که محققان شک دارند آیا حضور غیرعمد هیدروژن در باتری‌های لیتیوم یون منجر به تخریب این نوع باتریها میشود یا نه.
فایل مقاله این دستاورد در کانال تلگرام شبکه باتری بارگذاری میشود.
