Кремнієві аноди привернули велику увагу в акумуляторній промисловості. Порівняно злітій-іонні акумуляториВикористовуючи графітові аноди, вони можуть забезпечити в 3-5 разів більшу ємність. Більша ємність означає, що акумулятор працюватиме довше після кожного заряду, що може значно збільшити запас ходу електромобілів. Хоча кремній поширений і дешевий, цикли заряду-розряду кремнієвих анодів обмежені. Під час кожного циклу заряду-розряду їхній об'єм значно збільшується, і навіть їхня ємність зменшується, що призводить до руйнування частинок електрода або розшарування плівки електрода.

Команда KAIST під керівництвом професора Чан Вук Чоя та професора Алі Коскуна 20 липня повідомила про молекулярний клей для шківів літій-іонних акумуляторів великої ємності з кремнієвими анодами.

Команда KAIST інтегрувала молекулярні блоки (так звані поліротаксани) у сполучні матеріали для електродів акумуляторів, зокрема додавши полімери до електродів акумулятора для кріплення електродів до металевих підкладок. Кільця з поліротану вкручуються в полімерний каркас і можуть вільно рухатися вздовж каркаса.

Кільця в поліротані можуть вільно рухатися разом зі зміною об'єму кремнієвих частинок. Ковзаючі кільця можуть ефективно підтримувати форму кремнієвих частинок, щоб вони не розпадалися в процесі безперервної зміни об'єму. Варто зазначити, що навіть подрібнені кремнієві частинки можуть залишатися коалесцентними завдяки високій еластичності поліротанових клеїв. Функція нових клеїв різко контрастує з функцією існуючих клеїв (зазвичай простих лінійних полімерів). Існуючі клеї мають обмежену еластичність і тому не можуть міцно підтримувати форму частинок. Попередні клеї можуть розсіювати подрібнені частинки та зменшувати або навіть втрачати ємність кремнієвих електродів.

Автор вважає, що це чудова демонстрація важливості фундаментальних досліджень. Поліротаксан минулого року отримав Нобелівську премію за концепцію «механічних зв'язків». «Механічний зв'язок» – це нещодавно визначене поняття, яке можна додати до класичних хімічних зв'язків, таких як ковалентні зв'язки, іонні зв'язки, координаційні зв'язки та металеві зв'язки. Довгострокові фундаментальні дослідження поступово та з неочікуваною швидкістю вирішують давні проблеми технології акумуляторів. Автори також зазначили, що наразі вони працюють з великим виробником акумуляторів, щоб інтегрувати їхні молекулярні блоки у фактичні акумуляторні продукти.

Сер Фрейзер Стоддарт, лауреат Нобелівської премії з хімії 2006 року в Північно-Західному університеті, додав: «Механічні зв'язки вперше відновилися в середовищі накопичення енергії. Команда KAIST вміло використала механічні зв'язуючі речовини в поліротаксанах з контактними кільцями та функціоналізований альфа-циклодекстриновий спіральний поліетиленгліколь, що стало проривом у продуктивності літій-іонних акумуляторів на ринку, коли шківоподібні агрегати з механічними зв'язувальними речовинами. Сполуки замінюють традиційні матеріали лише з одним хімічним зв'язком, що матиме значний вплив на властивості матеріалів та обладнання».