روشی متفاوت برای حل چالش باتری
باتریهای شارژپذیر لیتیم-یون یک مشکل اساسی دارند و تلاش زیادی از محققان را معطوف به خود کرده که مربوط به کاتد آنها میشود. هم اکنون تیمی از محققان دانشگاه مریلند ادعا کردهاند که میتوانند مشکل این باتریها را رفع کنند.
به گزارش مرکز ارتباطات و اطلاع رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، کاتدها بر خلاف آندها ظرفیت کمی دارند و به همین جهت همیشه مواد کاتدی مشکل اساسی در بهبود دانسیته انرژی باتریهای لیتیم-یون به شمار میروند و بنابراین اعضای این تیم تحقیقاتی قصد دارند تا دانسیته انرژی مواد کاتدی را به وسیله آهن بهبود دهند.
آنها فرم جدیدی از آهن تری فلوئورید را استفاده کردند که ارزان بوده و برای محیط زیست نیز مناسب است. نکته مهمتر اینکه آهن تری فلوئورید میتواند بیش از یک الکترون را در حین شارژ و دشارژ باتری انتقال دهد که از نظر تئوری، بازده این باتری را از نمونههای مشابه آن بهتر خواهد کرد. اما آند تری فلوئورید معایبی نیز دارد: بطوریکه بازده انرژی پایینی داشته، سرعت واکنش آهستهای دارد و از طرفی واکنشهای جانبی را انجام می دهد که بر شارژپذیری باتری تأثیر خواهد گذاشت.
برای غلبه بر این مشکلات و کاربردی کردن آهن تری فلوئورید، آنها اتمهای کبالت و اکسیژن را به ساختار کاتد اضافه کردند. پیش از افزودن این مواد، این باتری از طریق تبدیل یونهای لیتیم به آهن و لیتیم فلوئورید کار میکرد و واکنش برگشت نیز چندان ممکن نبود. پس از افزودن اتمهای کبالت و اکسیژن، واکنش برگشت هم میسر خواهدبود.
پس از این فرایند، این تیم اندازهگیریهای زیادی را انجام داده و با آنالیز تأیید کردند که آیا مشکل باتری حل شده است یا خیر؟ ظاهراً این امر موفق بوده اما کاربردی کردن این فرایند باید بررسی شود. البته تاکنون فعالیتهای زیادی برای حل مشکل باتریها انجام شده است اما اکثر محققان به دنبال روشها و مواد ارزانتر و با بازده بیشتر هستند تا در باتریها بکار گرفته شوند و همینطور به دنبال جایگزینهایی برای فناوری باتریهای لیتیم-یون هستند.
اخیراً محققان استرالیایی نوعی باتری را گزارش دادند که فقط با آب و کربن کار میکند؛ تجزیه آب به عناصر سازندهاش همراه با ایجاد پیوند هیدروژنی با الکترود کربن در اثر تغییر فاز. در فرایند دشارژ واکنش معکوس شده و هیدروژن با ترک الکترود کربن با اکسیژن واکنش داده و مولکولهای آب را تشکیل میدهند.
گزارش دیگری که در این زمینه منتشر شده با هیدرولیز رابطه دارد و با اضافه کردن منگنز روند واکنش تسریع مییابد. محققان این پروژه ادعا کردهاند که دانسیته انرژی باتری مطلوب است (Wh/kg 140) و طول عمری بالغ بر 10000 چرخه شارژ-دشارژ را دارد. از طرفی قابلیت افزایش مقیاس نیز دارد که توانایی آن را برای کاربرد در سیستمهای ذخیره انرژی خورشیدی و بادی نشان میدهد.
پیشرفت صنعت باتری یک عرصه بسیار هیجانانگیز است که میتواند صنعت خودروسازی و وسایل الکتریکی و انرژیهای تجدیدپذیر را متحول کند. در همین راستا ستاد توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری بهمنظور هرچه بیشتر فناوریهای نانویی در ایران فعالیت دارد.
پایان پیام/29
Send to friends