"हरित" ऊर्जा स्रोतों पर स्विच करने के लिए, रिचार्जेबल लिथियम-आयन बैटरी की मांग बढ़ रही है।हालाँकि, उनके कैथोड में आमतौर पर कोबाल्ट होता है - एक धातु जिसके निष्कर्षण में उच्च पर्यावरणीय और सामाजिक लागत होती है।अब, शोधकर्ताएसीएस सेंट्रल साइंसपृथ्वी-प्रचुर मात्रा में, कार्बन-आधारित कैथोड सामग्री का मूल्यांकन करने वाली रिपोर्ट जो लिथियम-आयन बैटरी के प्रदर्शन से समझौता किए बिना कोबाल्ट और अन्य दुर्लभ और जहरीली धातुओं की जगह ले सकती है।

आज, लिथियम-आयन बैटरियां सेल फोन से लेकर लैपटॉप से ​​लेकर इलेक्ट्रिक वाहनों तक हर चीज को शक्ति प्रदान करती हैं।द्वारा उत्पादित ऊर्जा की ओर वैश्विक बदलाव को साकार करने के लिए सीमित कारकों में से एकनवीकरणीय स्रोतâविशेष रूप से गैसोलीन से चलने वाली कारों से संक्रमण के लिएइलेक्ट्रिक वाहनरिचार्जेबल बैटरी कैथोड निर्माण में उपयोग की जाने वाली कोबाल्ट, निकल और मैग्नीशियम जैसी धातुओं की कमी और खनन की कठिनाई है।

पिछले शोधकर्ताओं ने अधिक प्रचुर और कम लागत वाली कार्बन युक्त सामग्रियों से कैथोड विकसित किए हैं, जिनमें ऑर्गेनोसल्फर औरकार्बोनिल यौगिक, लेकिन वे प्रोटोटाइप मेल नहीं खा सकेऊर्जा उत्पादनऔर पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरियों की स्थिरता।

इसलिए, मिर्सिया डिनका और उनके सहयोगी यह देखना चाहते थे कि क्या अन्य कार्बन-आधारित कैथोड सामग्री अधिक सफल हो सकती हैं।उन्हें बीआईएस-टेट्रामिनोबेंजोक्विनोन (टीएक्यू) में एक योग्य उम्मीदवार मिल गया होगा।टीएक्यू अणु स्तरित ठोस-अवस्था संरचनाएं बनाते हैं जो संभावित रूप से पारंपरिक कोबाल्ट-आधारित कैथोड प्रदर्शन के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं।

सुपरकैपेसिटर सामग्री के रूप में टीएक्यू की प्रभावशीलता दिखाने वाले अपने पिछले काम के आधार पर, डिनसी की टीम ने लिथियम-आयन बैटरी के लिए कैथोड में यौगिक का परीक्षण किया।साइक्लिंग स्थिरता में सुधार करने और कैथोड के स्टेनलेस-स्टील वर्तमान कलेक्टर में टीएक्यू आसंजन बढ़ाने के लिए, उन्होंने टीएक्यू कैथोड में सेलूलोज़ और रबर युक्त सामग्री जोड़ दी।

शोधकर्ताओं के प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट प्रदर्शन में, नए मिश्रित कैथोड ने 2,000 से अधिक बार सुरक्षित रूप से चक्र किया, अधिकांश कोबाल्ट-आधारित कैथोड की तुलना में अधिक ऊर्जा घनत्व प्रदान किया, और कम से कम छह मिनट में चार्ज-डिस्चार्ज हो गया।

टीएक्यू-आधारित कैथोड को बाजार में आने से पहले अतिरिक्त परीक्षण की आवश्यकता होती है, लेकिन शोधकर्ता आशावादी हैं कि वे नवीकरणीय ऊर्जा के भविष्य में वैश्विक संक्रमण को गति देने में मदद करने के लिए आवश्यक उच्च-ऊर्जा, लंबे समय तक चलने वाली और तेज़ चार्जिंग वाली बैटरियों को सक्षम कर सकते हैं।वह कोबाल्ट- और निकल-मुक्त है।