Mae anodau silicon wedi denu sylw mawr mewn diwydiant batri.O'i gymharu âbatris lithiwm-iongan ddefnyddio anodau graffit, gallant ddarparu capasiti 3-5 gwaith yn fwy.Mae'r gallu mwy yn golygu y bydd y batri yn para'n hirach ar ôl pob tâl, a all ymestyn pellter gyrru cerbydau trydan yn sylweddol.Er bod silicon yn helaeth ac yn rhad, mae cylchoedd gwefr-rhyddhau Si anodes yn gyfyngedig.Yn ystod pob cylch gwefru-rhyddhau, bydd eu cyfaint yn cael ei ehangu'n fawr, a bydd hyd yn oed eu cynhwysedd yn dirywio, a fydd yn arwain at dorri asgwrn y gronynnau electrod neu ddadlaminiad y ffilm electrod.

Adroddodd tîm KAIST, dan arweiniad yr Athro Jang Wook Choi a'r Athro Ali Coskun, ar 20 Gorffennaf gludydd pwli moleciwlaidd ar gyfer batris ïon lithiwm gallu mawr gydag anodes silicon.

Fe wnaeth tîm KAIST integreiddio pwlïau moleciwlaidd (a elwir yn polyrotaxanes) i rwymwyr electrod batri, gan gynnwys ychwanegu polymerau i'r electrodau batri i gysylltu'r electrodau â swbstradau metel.Mae'r modrwyau mewn polyrotane yn cael eu sgriwio i mewn i'r sgerbwd polymer a gallant symud yn rhydd ar hyd y sgerbwd.

Gall y modrwyau mewn polyrotane symud yn rhydd gyda newid cyfaint gronynnau silicon.Gall y slip o gylchoedd gadw siâp gronynnau silicon yn effeithiol, fel na fyddant yn dadelfennu yn y broses newid cyfaint barhaus.Mae'n werth nodi y gall hyd yn oed gronynnau silicon wedi'u malu aros yn gyfun oherwydd elastigedd uchel gludyddion polyrotane.Mae swyddogaeth y gludyddion newydd yn wahanol iawn i swyddogaeth y gludyddion presennol (polymerau llinol syml fel arfer).Mae gan y gludyddion presennol elastigedd cyfyngedig ac felly ni allant gynnal siâp y gronynnau yn gadarn.Gall gludyddion blaenorol wasgaru gronynnau mâl a lleihau neu hyd yn oed golli cynhwysedd electrodau silicon.

Mae'r awdur yn credu bod hwn yn arddangosiad rhagorol o bwysigrwydd ymchwil sylfaenol.Enillodd Polyrotaxane y Wobr Nobel y llynedd am y cysyniad o “fondiau mecanyddol”.Mae “bondio mecanyddol” yn gysyniad sydd newydd ei ddiffinio y gellir ei ychwanegu at fondiau cemegol clasurol, megis bondiau cofalent, bondiau ïonig, bondiau cydsymud a bondiau metel.Mae ymchwil sylfaenol hirdymor yn mynd i'r afael yn raddol â heriau hirsefydlog technoleg batri ar gyfradd annisgwyl.Soniodd yr awduron hefyd eu bod ar hyn o bryd yn gweithio gyda gwneuthurwr batri mawr i integreiddio eu pwlïau moleciwlaidd i mewn i gynhyrchion batri gwirioneddol.

Ychwanegodd Syr Fraser Stoddart, enillydd Gwobr Cemeg Nobl 2006 ym Mhrifysgol Northwestern: “Mae bondiau mecanyddol wedi gwella am y tro cyntaf mewn amgylchedd storio ynni.Defnyddiodd tîm KAIST rwymwyr mecanyddol yn fedrus mewn polyrotaxanau slip-ring a glycol polyethylen troellog alffa-cyclodextrin swyddogaethol, gan nodi datblygiad arloesol ym mherfformiad batris lithiwm-ion ar y farchnad, pan fydd agregau siâp pwli â rhwymwyr mecanyddol.Mae cyfansoddion yn disodli deunyddiau confensiynol gyda dim ond un bond cemegol, a fydd yn cael effaith sylweddol ar briodweddau deunyddiau ac offer.