ابداع نوعی باتری با ۶ برابر تراکم انرژی باتری های لیتیوم-یون

ابداع نوعی باتری با ۶ برابر تراکم انرژی باتری های لیتیوم-یون

به گزارش بی دانلود پژوهشگران ˮدانشگاه استنفوردˮ در بررسی جدید خود، نوعی باتری ابداع نموده اند که تراکم انرژی آن، شش برابر تراکم انرژی باتری های لیتیوم-یون است.


به گزارش بی دانلود به نقل از ایسنا و به نقل از نیواطلس، دانشمندان "دانشگاه استنفورد"(Stanford University)، نمونه جدیدی از باتری را ابداع نموده اند که نه تنها قابل شارژ است، بلکه ظرفیت آن به حدود شش برابر ظرفیت محلول های لیتیوم- یون کنونی می رسد. این پیشرفت، به تثبیت واکنش های کلر در دستگاه بستگی دارد و شاید روزی، مبنایی برای باتری هایی با عملکرد بالا باشد که تلفن های همراه هوشمند را به مدت یک هفته به صورت همزمان تغذیه می کند.
این باتری جدید، بعنوان یک باتری کلر توصیف می شود و برپایه شیمی ساخته شده که اولین بار در ۱۹۷۰ با عنوان "لیتیوم-تیونیل کلرید"(lithium-thionyl chloride) ظهور کرد. این باتری ها به خاطر ظرفیت بالای انرژی خود، بسیار مورد توجه قرار می گیرند اما به کلر بسیار واکنشی متکی هستند که باعث می شود برای مواردی به غیر از یک مرتبه استفاده، مناسب نباشند.
در یک باتری معمولی قابل شارژ، الکترون ها هنگام تخلیه، از یک طرف به طرف دیگر حرکت می کنند و سپس با شارژ مجدد، باتری به حالت ابتدایی خود باز می گردد. کلرید سدیم یا کلرید لیتیوم در این حالت، به کلر تبدیل می شود که بسیار واکنشی است و نمی تواند باردیگر به کلرید تبدیل گردد.
شاید پژوهشگران این پروژه بتوانند چاره ای برای این مشکل عرضه کنند. این گروه پژوهشی درحال آزمایش کلرید سدیم و کلر بودند تا بتوانند عملکرد باتری را بهبود ببخشند اما دریافتند که این ماده شیمیایی در واقع تثبیت شده است و به باتری کمک می نماید که تا حدودی قابل شارژ باشد. پژوهش های بعدی سبب شد تا پژوهشگران، ماده الکترود جدیدی از کربن متخلخل بسازند که مانند اسفنج عمل می کند. این ماده، مولکول های نامنظم کلر را جذب می کند و سپس آنها را به سدیم تبدیل می کند.
"گوانگژو ژو"(Guanzhou Zhu)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: هنگامی که باتری شارژ می شود، مولکول کلر در حفره های کوچک نانوکره های کربنی به دام می افتد و محافظت می شود. سپس، هنگامی که باتری احتیاج به تخلیه شارژ دارد، می توانیم شارژ باتری را تخلیه و کلر را به سدیم کلرید تبدیل نماییم و این روند را در چرخه های بسیاری تکرار نماییم. ما هم اکنون می توانیم این چرخه را تا ۲۰۰ بار تکرار نماییم و هنوز هم جای پیشرفت وجود دارد.
یک باتری لیتیوم-یون که به خوبی نگهداری شود، می تواند برای ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ چرخه خوب باشد.
این گروه پژوهشی با آزمایشات خود، تراکم انرژی بسیار بالایی را برای نمونه ابتدایی باتری به نمایش گذاشتند که حدود شش برابر تراکم انرژی باتری های لیتیوم-یون کنونی است.
پژوهشگران باور دارند که این فناوری می تواند در سمعک یا کنترل از راه دور به کار برود و در دستگاه هایی مانند ماهواره یا سنسور قابل کنترل از راه دور که با انرژی خورشیدی شارژ می شوند هم مورد استفاده قرار بگیرد. دانشمندان برای به کار بردن باتری در تلفن های هوشمند و وسایل نقلیه برقی باید مقیاس آنرا بالا برند و ساختار مناسبی را مهندسی کنند و هم اکنون، تعداد چرخه های ایمن آنرا بالا برند.
این پژوهش، در مجله "Nature" به چاپ رسید.



1400/06/10
11:38:14
0.0 / 5
126
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۵ بعلاوه ۵