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