بررسي اثر حذف پلي تترا فلوئورواتيلن از ساختار كربني كاتد باتري سيليكون-هوا و جايگزيني آن با پلاسماي تترافلورو متان

Investigating the effect of removing polytetrafluoroethylene from the carbon structure of silicon-air battery cathode and replacing it with tetrafluoromethane plasma

از نظر ترموديناميكي، سيليكون به عنوان يك سوخت جذاب براي اهداف باتري (پيل سوختي) مطرح مي شود. جفت سيليكون-اكسيژن داراي انرژي ويژه 8470 Wh/kg و چگالي انرژي 21090 Wh/L است. علاوه بر اين، سيليكون هشتمين عنصر فراوان دركيهان و دومين عنصر فراوان در پوسته زمين است. غير سمي است، و محصول واكنش SiO2 به آساني كاهش مي يابد يا مي تواند به طور ايمن دفع شود يا در كاربردهاي متعددي (به عنوان مثال، مصالح ساختماني) استفاده گردد. باتري نهايي وزن كمي دارد و در مناطق مرطوب يا خيلي خشك استفاده خواهد شد. همچنين به دليل عدم وجود ماده ي كاتدي در اين باتري‌ها فضاي كمتري اشغال‌شده و وزن باتري نيز سبك خواهد بود. اين مزايا در كنار هزينه كم، اين باتري را به يكي از چشم‌اندازهاي درخشان درزمينه دستگاه‌هاي ذخيره انرژي تبديل كرده است. در اين نوع باتري،از سيليكون خالص، سيليكون اصلاح‌شده با نانو مواد و يا سيليكون دوپ شده مي‌توان به‌عنوان ماده‌ي آندي استفاده كرد. كه در اين تحقيق از پلاسما در پردازش سطح كاتد استفاده شده است. كربن متخلخل، يك كاتاليزور و يك پليمر به‌عنوان بستركاتد نقش مهمي در ساختار باتري دارند. يك محلول قليايي به‌عنوان الكتروليت نيز استفاده مي‌شود.در اين تحقيق اثر حذف PTFE از ساختاركربني كاتد هواي اين باتري و جايگزين كردن آن با پلاسماي CF4 مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد كه اگر در ساختار كربني كاتد از پلاسما CF4 استفاده شود ولتاژمدار باز و ولتاژ عملكردي بالاتر و همين طور تخليه‌ي طولاني‌تري خواهيم داشت.