Silicio anodai baterijų pramonėje sulaukė didelio dėmesio.Palyginti suličio jonų baterijosnaudojant grafito anodus, jie gali užtikrinti 3-5 kartus didesnę talpą.Didesnė talpa reiškia, kad po kiekvieno įkrovimo baterija tarnaus ilgiau, o tai gali gerokai pailginti elektromobilių nuvažiuojamą atstumą.Nors silicio yra gausu ir pigus, Si anodo įkrovimo ir iškrovimo ciklai yra riboti.Kiekvieno įkrovimo-iškrovimo ciklo metu jų tūris labai padidės, net sumažės jų talpa, o tai sukels elektrodo dalelių lūžį arba elektrodo plėvelės atsisluoksniavimą.

KAIST komanda, vadovaujama profesoriaus Jang Wook Choi ir profesoriaus Ali Coskun, liepos 20 d. pranešė apie molekulinius skriemulio klijus, skirtus didelės talpos ličio jonų baterijoms su silicio anodais.

KAIST komanda integravo molekulinius skriemulius (vadinamus polirotaksanais) į akumuliatoriaus elektrodų rišiklius, įskaitant polimerų pridėjimą prie akumuliatoriaus elektrodų, kad elektrodai būtų pritvirtinti prie metalinių pagrindų.Polirotano žiedai yra įsukami į polimero karkasą ir gali laisvai judėti išilgai skeleto.

Polirotano žiedai gali laisvai judėti keičiantis silicio dalelių tūriui.Žiedų slydimas gali veiksmingai išlaikyti silicio dalelių formą, kad jos nesuirtų nuolatinio tūrio kaitos procese.Pastebėtina, kad net susmulkintos silicio dalelės gali išlikti susiliejančios dėl didelio polirotano klijų elastingumo.Naujųjų klijų funkcija smarkiai skiriasi nuo esamų klijų (dažniausiai paprastų linijinių polimerų).Esami klijai yra riboto elastingumo, todėl negali tvirtai išlaikyti dalelių formos.Ankstesni klijai gali išsklaidyti susmulkintas daleles ir sumažinti ar net prarasti silicio elektrodų talpą.

Autorius mano, kad tai puikiai parodo fundamentinių tyrimų svarbą.Praėjusiais metais polirotaksanas laimėjo Nobelio premiją už „mechaninių jungčių“ koncepciją.„Mechaninis sujungimas“ yra naujai apibrėžta sąvoka, kurią galima pridėti prie klasikinių cheminių ryšių, tokių kaip kovalentiniai ryšiai, joniniai ryšiai, koordinaciniai ryšiai ir metaliniai ryšiai.Ilgalaikiai fundamentiniai tyrimai netikėtu greičiu palaipsniui sprendžia ilgalaikius akumuliatorių technologijos iššūkius.Autoriai taip pat paminėjo, kad šiuo metu jie dirba su dideliu akumuliatorių gamintoju, siekdami integruoti savo molekulinius skriemulius į tikrus baterijų gaminius.

Seras Fraseris Stoddartas, 2006 m. Šiaurės Vakarų universiteto Noble Laureate Chemical Award laureatas, pridūrė: „Mechaniniai ryšiai pirmą kartą atsistato energijos kaupimo aplinkoje.KAIST komanda sumaniai panaudojo mechaninius rišiklius slydimo žiedo polirotaksanuose ir funkcionalizuotą alfa-ciklodekstrino spiralinį polietilenglikolį, ženklinantį proveržį rinkoje esančių ličio jonų baterijų veikimo srityje, kai skriemulio formos agregatai su mechaniniais rišikliais.Junginiai pakeičia įprastas medžiagas tik vienu cheminiu ryšiu, o tai turės didelę įtaką medžiagų ir įrangos savybėms.