قامت مجلة The Wiley journal Small على الإنترنت باختيار بحث نولاتي يسيبولاتي ، الذي تخرج حديثاً من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية بدرجة الماجستير، كأحد أهم الأبحاث العلمية التي نشرت مؤخراَ. وعمل يسيبولاتي من مجموعة البروفيسور حسام الشريف، أستاذ هندسة وعلوم المواد، على إنتاج قطب واعد لبطارية ليثيوم أيون مصنوع من أكسيد القصدير (SnO2) ذو سعة تخزينية عالية من الناحية النظرية بالمقارنة مع أقطاب بطاريات ليثيوم أيون التجارية الحالية، والتي تكون عادة مصنوعة من الغرافيت.

وإحدى التحديات الكبيرة التي واجهت يسيبولاتي في اختياره لأكسيد القصدير هي قابلية حدوث تغيّرات شديدة في حجمه عندما يتفاعل مع التيار الكهربائي أثناء دورة شحن و تفريغ البطارية. ولمواجهة ذلك عمد يسيبولاتي على طلاء سطح قطب أكسيد القصدير (SnO2) الموجب بطبقات ذرية من أكسيد آخر غير نشط كهربائياً هو (HfO2) للحد من تفاعل أكسيد القصدير مع التيار الكهربائي للبطارية.

وأدى طلاء طبقة ذرية من أكسيد HfO2 إلى خفض معدل التغييرات في حجم أكسيد القصدير SnO2، وفي نفس الوقت سمح لأيون الليثيوم بالانتشار عبر طبقة رقيقة من HfO2 للوصول إلى القطب الموجب لأكسيد القصدير وبالتالي شحن البطارية. أدت تقنية يسيبولاتي إلى تحسين السعة التخزينية لقطب أكسيد القصدير بنسبة 56٪ تقريبا مع استقرار كبير في دورة شحن البطارية بصورة عامة.

وعلى الرغم من أن عملية طلاء سطح قطب البطارية بطبقات ذرية من أكسيد آخر قد أجريت في السابق ، إلا أن منهج يسيبولاتي تميّز بحساسيته الشديدة لسماكة أكسيد HfO2. ويقول البروفيسور حسام الشريف: " بالرغم من أننا استخدمنا طبقات سميكة من أكسيد HfO2 بقياس 20 نانومتر، إلا أننا تمكنا من ملاحظة تحسن كبير في أداء البطارية". ويعزو كاتبوا الورقة البحثية هذه الظاهرة إلى البنية غير المتبلورة لطبقة HfO2 ، أو تأثير الحفز للهافنيوم (Hf) الذي يتيح نشر أيونات الليثيوم بسهولة لقطب أكسيد القصدير. كان هذه العمل البحثي نتيجة منحة مشتركة بين جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية وشركة IBM وتم نشر العديد من الأوراق البحثية استناداً لنتائجه.