پژوهشگران آمریکایی ابداع کردند باتری های ارزان قیمتی که انرژی بیشتری ذخیره می کنند

عاشق وب: پژوهشگران آمریکایی، نوعی باتری سدیم-یون ابداع نموده اند که کم هزینه است و انرژی بیشتری را در خود ذخیره می کند.
به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا و به نقل از ساینمگ، پژوهشگران دانشگاه ایالتی واشنگتن”(WSU) و “آزمایشگاه ملی شمال غربی پاسیفیک”(PNNL)، یک باتری سدیم- یون ابداع نموده اند که انرژی بیشتری را در خود نگه می دارد و به خوبی باتری های لیتیوم-یون کار می کند. این پژوهش می تواند یک باتری ساخته شده از مواد فراوان و ارزان قیمت را در دسترس قرار دهد.
نتایج ارائه شده توسط پژوهشگران نشان می دهند که این باتری می تواند ظرفیتی مشابه باتری های لیتیوم- یون داشته باشد، با موفقیت شارژ مجدد شود و ۸۰ درصد شارژ خودرا بعد از ۱۰۰۰ چرخه حفظ کند. دکتر “ایمر گیوک”(Imre Gyuk)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: ساخت این باتری، پیشرفت بزرگی در حوزه ساخت باتری های سدیم- یون بشمار می رود.
باتری های لیتیوم- یون معمولا در همه جا موجود هستند و کاربردهای فراوانی دارند. از این باتری ها در فناوری های گوناگونی همچون تلفن های همراه، لپ تاپ ها و وسایل نقلیه الکترونیکی استفاده می شود اما ساخت این باتری ها با موادی مانند کبالت و لیتیوم صورت می گیرد که کمیاب و پرهزینه هستند. همان گونه که تقاضا برای وسایل نقلیه الکتریکی و ذخیره الکتریسیته افزایش می یابد، به دست آوردن این مواد نیز دشوارتر می شود و هزینه تهیه آنها نیز بالا می رود. بدین ترتیب، باتری های لیتیومی در برآوردن تقاضاهای بیش از پیش مربوط به ذخیره انرژی شبکه، مشکل ساز خواهند بود.
در مقابل، باتری های سدیم-یون از سدیم ساخته می شوند که ارزان، فراوان و بادوام هستند و می توانند جایگزین خوبی برای ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ باشند اما این باتری ها نمی توانند به اندازه باتری های لیتیومی، انرژی ذخیره کنند.
شارژ مجدد باتری های سدیم- یون برای ذخیره کارآمد انرژی نیز با دشواری هایی هم راه است. مشکل اصلی بعضی از مواد کاتد این است که لایه ای از کریستال های غیرفعال سدیم روی سطح کاتد را پوشانده و جریان یون های سدیم را متوقف می کند و نهایتا باتری را از بین می برد. “جونهوا سونگ”(Junhua Song)، نویسنده ارشد این پژوهش اظهار داشت: چالش مهم برای باتری ها، هم تراکم بالای انرژی و هم عمر مفیدست.
“یوئهه لین”(Yuehe Lin)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: پژوهش ما، لزوم ارتباط میان تکامل ساختار کاتد و تعامل سطح با الکترولیت را آشکار می کند. نتایج این پژوهش، بهترین نتایجی هستند که تابحال در مورد یک باتری سدیم-یون با یک کاتد لایه ای گزارش شده اند و نشان می دهند که این یک فناوری بادوام است و می تواند با باتری های لیتیوم- یون مقایسه شود.
پژوهشگران هم اکنون برای درک بهتر تعامل مهم میان الکترولیت و کاتد تلاش می کنند؛ در نتیجه مواد متفاوتی را به کار می برند تا طراحی باتری را بهبود ببخشند. آنها تصمیم دارند نوعی باتری طراحی نمایند که نیازی به کبالت که فلزی نادر و پرهزینه است، نداشته باشد.
سونگ اضافه کرد: این پژوهش، راه را برای ابداع باتری های لیتیوم- یون کارآمد هموار می کند و بینش هایی اساسی در مورد تعامل کاتد و الکترولیت ارائه می دهد که شاید بتوان از آنها برای ساخت کاتدهایی بهره برد که کبالت کمی دارند و یا بدون کبالت هستند. اگر ما بتوانیم جایگزینی برای لیتیوم و کبالت پیدا نماییم، باتری های سدیم- یون می توانند به رقیبی واقعی برای باتری های لیتیوم- یون تبدیل شوند.
این پژوهش، در مجله “ACS Energy Letters” به چاپ رسید.

منبع: عاشق وب