बॅटरी उद्योगात सिलिकॉन ॲनोड्सनी मोठे लक्ष वेधून घेतले आहे. च्या तुलनेतलिथियम-आयन बॅटरीग्राफाईट ॲनोड्स वापरून, ते ३-५ पट अधिक क्षमता देऊ शकतात. या अधिक क्षमतेमुळे प्रत्येक चार्जिंगनंतर बॅटरी जास्त काळ टिकते, ज्यामुळे इलेक्ट्रिक वाहनांचे ड्रायव्हिंग अंतर लक्षणीयरीत्या वाढू शकते. सिलिकॉन मुबलक आणि स्वस्त असले तरी, Si ॲनोड्सची चार्ज-डिस्चार्ज चक्रे मर्यादित असतात. प्रत्येक चार्ज-डिस्चार्ज चक्रादरम्यान, त्यांचा आकार मोठ्या प्रमाणात वाढतो आणि त्यांची धारकता देखील कमी होते, ज्यामुळे इलेक्ट्रोड कणांचे तुटणे किंवा इलेक्ट्रोड फिल्मचे विलग होणे होऊ शकते.

प्राध्यापक जांग वूक चोई आणि प्राध्यापक अली कोस्कुन यांच्या नेतृत्वाखालील KAIST संघाने २० जुलै रोजी सिलिकॉन ॲनोड असलेल्या मोठ्या क्षमतेच्या लिथियम आयन बॅटरीसाठी एका आण्विक पुली ॲडेसिव्हचा अहवाल सादर केला.

KAIST टीमने बॅटरी इलेक्ट्रोड बाइंडरमध्ये मॉलिक्युलर पुली (ज्यांना पॉलिरोटाक्सेन म्हणतात) समाविष्ट केल्या, ज्यामध्ये इलेक्ट्रोड्सना धातूच्या सब्सट्रेटला जोडण्यासाठी बॅटरी इलेक्ट्रोड्समध्ये पॉलिमर जोडण्याचा समावेश आहे. पॉलिरोटेनमधील रिंग्ज पॉलिमरच्या सांगाड्यात स्क्रूने घट्ट बसवलेल्या असतात आणि त्या सांगाड्यावर मुक्तपणे फिरू शकतात.

पॉलिरोटेनमधील कड्या सिलिकॉन कणांच्या आकारमानातील बदलासोबत मुक्तपणे फिरू शकतात. कड्यांच्या या घसरण्यामुळे सिलिकॉन कणांचा आकार प्रभावीपणे टिकून राहतो, ज्यामुळे आकारमानातील सततच्या बदलाच्या प्रक्रियेत त्यांचे विघटन होत नाही. हे विशेष उल्लेखनीय आहे की, पॉलिरोटेन चिकट पदार्थांच्या उच्च लवचिकतेमुळे, बारीक झालेले सिलिकॉन कणसुद्धा एकत्र राहू शकतात. या नवीन चिकट पदार्थांचे कार्य सध्याच्या चिकट पदार्थांच्या (जे सहसा साधे रेखीय पॉलिमर असतात) कार्यापेक्षा पूर्णपणे भिन्न आहे. सध्याच्या चिकट पदार्थांची लवचिकता मर्यादित असते आणि त्यामुळे ते कणांचा आकार घट्टपणे टिकवून ठेवू शकत नाहीत. पूर्वीचे चिकट पदार्थ बारीक झालेले कण विखुरू शकतात आणि सिलिकॉन इलेक्ट्रोडची क्षमता कमी करू शकतात किंवा पूर्णपणे नष्ट करू शकतात.

लेखकाच्या मते, मूलभूत संशोधनाचे महत्त्व दर्शवणारा हा एक उत्तम नमुना आहे. पॉलीरोटाक्सेनला गेल्या वर्षी 'यांत्रिक बंध' या संकल्पनेसाठी नोबेल पारितोषिक मिळाले. 'यांत्रिक बंध' ही एक नव्याने परिभाषित केलेली संकल्पना आहे, जी सहसंयुजी बंध, आयनिक बंध, समन्वय बंध आणि धातू बंध यांसारख्या पारंपरिक रासायनिक बंधांमध्ये समाविष्ट केली जाऊ शकते. दीर्घकालीन मूलभूत संशोधन बॅटरी तंत्रज्ञानातील दीर्घकाळच्या आव्हानांना अनपेक्षित गतीने हळूहळू सामोरे जात आहे. लेखकांनी असेही नमूद केले की, ते सध्या एका मोठ्या बॅटरी उत्पादकासोबत त्यांच्या मॉलिक्युलर पुलींना प्रत्यक्ष बॅटरी उत्पादनांमध्ये समाकलित करण्यासाठी काम करत आहेत.

नॉर्थवेस्टर्न युनिव्हर्सिटीचे २००६ सालचे रसायनशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक विजेते सर फ्रेझर स्टोडार्ट यांनी पुढे म्हटले: “ऊर्जा साठवणुकीच्या क्षेत्रात यांत्रिक बंध प्रथमच पुन्हा वापरले गेले आहेत. KAIST टीमने स्लिप-रिंग पॉलीरोटाक्सेन आणि कार्यान्वित अल्फा-सायक्लोडेक्स्ट्रिन स्पायरल पॉलीथिलीन ग्लायकॉलमध्ये यांत्रिक बंधकांचा कुशलतेने वापर केला, ज्यामुळे बाजारातील लिथियम-आयन बॅटरीच्या कार्यक्षमतेत एक महत्त्वपूर्ण प्रगती झाली आहे. यामध्ये यांत्रिक बंधकांसह कप्पीच्या आकाराचे समूह वापरले जातात, जे केवळ एका रासायनिक बंधाने पारंपरिक सामग्रीची जागा घेतात, आणि याचा सामग्री व उपकरणांच्या गुणधर्मांवर लक्षणीय परिणाम होईल.”