.svg)
افزایش چشمگیر ظرفیت باتری با راهکاری جدید
پارسینه: دانشمندان به جای استفاده از گرافیت سنتی، آند‌های باتری ساخته شده از کامپوزیت کربن-سیلیکون ساخته‌اند که ظرفیت باتری را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد.
باتری‌های وسایل نقلیه الکتریکی در سال‌های اخیر به طرز چشمگیری بهبود یافته‌اند، اما توانایی محدود آن‌ها برای ذخیره انرژی هنوز هم بسیاری از افراد را از کنار گذاشتن خودرو‌های سوخت فسیلی باز داشته است. اما این موضوع به‌زودی تغییر خواهد کرد، چرا که گفته می‌شود یک ماده جدید برای ساخت آند باتری، افزایش چهار برابری ظرفیت باتری را به ارمغان می‌آورد.
باتری‌ها دارای دو الکترود هستند که آند و کاتد نام دارند. یون‌ها از طریق یک الکترولیت بین آن‌ها عبور می‌کنند. ظرفیت باتری همراه با موارد دیگر متأثر از میزان الکترون‌هایی است که قادر به تشکیل در آند هستند.
راهکار‌های طولانی شدن عمر باتری تلفن و لپ‌تاپ
آند‌ها به طور معمول از گرافیت ساخته می‌شوند. به گفته دانشمندان موسسه علوم و فناوری کره (KIST)، سیلیکون ظرفیت ۱۰ برابری ذخیره انرژی را نسبت به گرافیت ارائه می‌دهد، اما به عنوان یک ماده برای ساخت آند یک مشکل اساسی دارد و آن اینکه در طول چرخه شارژ و تخلیه شارژ، متورم می‌شود و باعث می‌شود سطح آن بشکند و ظرفیت آن به شدت کاهش یابد.
تلاش‌های زیادی برای ساخت آند‌های سیلیکونی تثبیت‌شده انجام شده است، اما هزینه و پیچیدگی روش‌های موجود عموماً آن‌ها را از نظر تجاری غیرقابل استفاده می‌کند. این جایی است که ادعا می‌شود فناوری جدید KIST می‌تواند بازی را تغییر دهد.
دکتر "هون جی جونگ" و همکارانش نشاسته شیرین گرفته‌شده از سیب زمینی را در آب و سیلیکون را در روغن ذرت حل کردند و این دو محلول را مخلوط و گرم کردند که نتیجه آن یک ماده کامپوزیت سیلیکون-کربن بود که در آن کربن‌های ریز کروی، سیلیکون را از تورم در امان نگه می‌دارند.
هنگامی که این فناوری آزمایش شد، طبق گزارش‌ها، آند‌های ساخته شده از این کامپوزیت جدید دارای ظرفیت ذخیره چهار برابری نسبت به آند‌های گرافیتی مشابه بودند و در عین حال در طول ۵۰۰ چرخه شارژ و تخلیه شارژ پایدار بودند.
علاوه بر این، باتری‌هایی که از آند‌های جدید استفاده می‌کنند تنها ظرف پنج دقیقه می‌توانند ۸۰ درصد شارژ شوند.
دکتر "جونگ" می‌گوید: فرآیند‌های ساده‌ای که اتخاذ کردیم و کامپوزیت‌های با خواص عالی که توسعه داده‌ایم، به احتمال زیاد قابل تجاری‌سازی و تولید انبوه هستند. این کامپوزیت‌ها می‌توانند برای باتری‌های لیتیوم یونی وسایل نقلیه برقی و سیستم‌های ذخیره انرژی استفاده شوند.
این مطالعه در مجله Nano Letters منتشر شده است.
باتری‌ها دارای دو الکترود هستند که آند و کاتد نام دارند. یون‌ها از طریق یک الکترولیت بین آن‌ها عبور می‌کنند. ظرفیت باتری همراه با موارد دیگر متأثر از میزان الکترون‌هایی است که قادر به تشکیل در آند هستند.
راهکار‌های طولانی شدن عمر باتری تلفن و لپ‌تاپ
آند‌ها به طور معمول از گرافیت ساخته می‌شوند. به گفته دانشمندان موسسه علوم و فناوری کره (KIST)، سیلیکون ظرفیت ۱۰ برابری ذخیره انرژی را نسبت به گرافیت ارائه می‌دهد، اما به عنوان یک ماده برای ساخت آند یک مشکل اساسی دارد و آن اینکه در طول چرخه شارژ و تخلیه شارژ، متورم می‌شود و باعث می‌شود سطح آن بشکند و ظرفیت آن به شدت کاهش یابد.
تلاش‌های زیادی برای ساخت آند‌های سیلیکونی تثبیت‌شده انجام شده است، اما هزینه و پیچیدگی روش‌های موجود عموماً آن‌ها را از نظر تجاری غیرقابل استفاده می‌کند. این جایی است که ادعا می‌شود فناوری جدید KIST می‌تواند بازی را تغییر دهد.
دکتر "هون جی جونگ" و همکارانش نشاسته شیرین گرفته‌شده از سیب زمینی را در آب و سیلیکون را در روغن ذرت حل کردند و این دو محلول را مخلوط و گرم کردند که نتیجه آن یک ماده کامپوزیت سیلیکون-کربن بود که در آن کربن‌های ریز کروی، سیلیکون را از تورم در امان نگه می‌دارند.
هنگامی که این فناوری آزمایش شد، طبق گزارش‌ها، آند‌های ساخته شده از این کامپوزیت جدید دارای ظرفیت ذخیره چهار برابری نسبت به آند‌های گرافیتی مشابه بودند و در عین حال در طول ۵۰۰ چرخه شارژ و تخلیه شارژ پایدار بودند.
علاوه بر این، باتری‌هایی که از آند‌های جدید استفاده می‌کنند تنها ظرف پنج دقیقه می‌توانند ۸۰ درصد شارژ شوند.
دکتر "جونگ" می‌گوید: فرآیند‌های ساده‌ای که اتخاذ کردیم و کامپوزیت‌های با خواص عالی که توسعه داده‌ایم، به احتمال زیاد قابل تجاری‌سازی و تولید انبوه هستند. این کامپوزیت‌ها می‌توانند برای باتری‌های لیتیوم یونی وسایل نقلیه برقی و سیستم‌های ذخیره انرژی استفاده شوند.
این مطالعه در مجله Nano Letters منتشر شده است.
منبع:
همشهری
ارسال نظر