ظهور تکنولوژی جدید برای افزایش عمر باتری!

ظرفیت باتری در هر وسیله ای یه شاخص تعیین کننده در اون وسیله می تونه باشه. بدون شک همه ما از هشدارهای مربوط به تموم شدن باتری بدمون میاد و به هیچ وجه دوست نداریم مجبور باشیم زود به زود وسیلمون رو شارژ کنیم. جدای طیف وسیعی از وسایل امروزی مثل گوشی، تبلت، لپ تاپ، هدفون و خیلی از وسایل دیگه، کم کم وسایلی رو به استفاده از باتری ها میارند که خیلی مصرف بالایی دارند. طول عمر باتری مسئله ایه که می تونه باعث آزار و اذیت تو مسافرت، گردش و محیط های بدون دسترسی به برق بشه. پس باید وسیلتون ظرفیت بسیار زیادی داشته باشه و یا راهی برای شارژ کردن وسیله ها در بیرون از خونه کنید. برای پیدا کردن یکی از این راه حل ها متن دوست دارین شارژر بادی رو گوشی تون نصب کنین؟! رو بخونید.
امروزه بیشتر وسایل الکتریکی از باتری های لیتیوم-یونی استفاده می کنند. با این که این باتری ها ظرفیت خوبی دارند، باز هم نیاز به ارتقا و پیشرفت بیشتر دارند. تا به امروز تلاش های زیادی برای ارتقای طول عمر باتری های لیتیوم-یونی انجام شده. یکی از جدیدترین این تلاش ها مربوط به دانشمندان دانشگاه واترلوست.
تحقیقاتی که در دانشگاه واترلو به تازگی انجام شده باعث پیشروی برای برداشتن یه گام بزرگ در مسیر ارتقای عملکرد باتری های لیتیوم-یونی داره. باتری های لیتیوم-یونی در زمینه های تجاری و وسایل مختلف کاربرد زیادی دارند. در حالی که مرسومه از آند گرافیکی استفاده بشه در پی تحقیقات پیشرفته دانشمندان قراره با آند سیلیکونی عوض بشه. این تعویض باعث کوچک تر و سبک تر شدن باتری ها به همراه افزایش طول عمر باتریشون می شه. این تکنولوژی می تونه کاری کنه که گستره استفاده از باتری های لیتیوم-یونی از وسایل الکتریکی کوچک و شخصی به وسایل نقلیه برسه.
به طور معمول گرافیت در باتری های لیتیوم-یونی نقش الکترود منفی رو داشته. اما همین استفاده از گرافیت یکی از موانع در افزایش و بهبود ظرفیت باتری ها بود. به این دلیل که گرافیت مقدار بسیار کمی انرژی نزدی به ۳۷۰ میلی آمپر ساعت بر گرم می تونه ذخیره کنه. در این شرایط سیلیکون می تونه جایگزین بسیار فوق العاده ای برای گرافیت باشه. سیلیکون در تحقیقات دانشمندان نشون داده می تونه تا ظرفیت ۴۲۰۰ میلی آمپر ساعت بر گرم انرژی ذخیره کنه که یه مقدار بسیار مناسبه.
وقتی در سلول باتری، سیلیکون و لیتیوم در هر چرخه شارژ واکنش میدن باعث انبساط و انقباض به اندازه ۳۰۰ درصد می شن. در نتیجه این عمل، شکست هایی در باتری ایجاد می شه که عملکرد باتری رو در مدت زیادی کاهش میده و با اتصال کوتاه باتری رو غیر قابل استفاده می کنه. برای غلبه بر این مشکل دانشمندان در باتری جدید راهی پیدا کردند. تلاش اون ها برای تغییر طراحی باتری با استفاده از آندهای سیلیکونی اسفنج مانند که در مقیاس نانو طراحی و توسعه یافته شده، سیم های نانویی سیلیکونی به طول چند میکرون و با ترکیب نانوتیوب های کربن و گرافن.
تحقیقات دانشمندان دانشگاه واترلو شامل یه راه حل دیگه هم برای آند سیلیکون می شه. این راه شامل یک واکنش شیمیایی بین گرافن گوگرد دار، ذرات نانوی سیلیکون و پلی اکریلونیتریله. پلی اکریلونیتریل ماده ایه که بیشتر برای ساخت دستکش جراحی ازش استفاده می شه و در ساختار و مقیاس نانو ماده قوی محسوب می شه.
در آزمایش های انجام شده این ساختار نانوی جدید باعث شده در طراحی آند اتفاقی بیافته که تماس بین لیتیوم و الکترود کم تر بشه و در نتیجه اجتناب و جلوگیری از انقباض و انبساط به ثبات بهتری برسه.
همچنین ادعا شده طراحی جدید باعث می شه ظرفیت به ۱۰۰۰ میلی آمپر ساعت بر گرم در هر ۲۲۷۵ چرخه برسه که چیزی نزدیک به ۲ برابر ظرفیت گرافیت در همین چرخه است.
تحقیقات نشون میده آندهای جدید ۴۰ تا ۶۰ درصد چگالی انرژی باتری های لیتیوم یونی رو افزایش میدن و می تونیم با این ارتقا خودروهایی رو با یک بار شارژ شدن تا مسافت ۳۱۰ مایل (۵۰۰ کیلومتر) استفاده کنیم. در حال حاضر برنامه ریزی بر سر تجاری کردن این فناوری در باتری هاست. کاملا امیدوارکننده است و انتظار میره که از سال بعد از این باتری ها برای محصولات الکتریکی استفاده بشه.

ممکن است شما دوست داشته باشید بیشتر از نویسنده

اگر شما هم اطلاعاتی در این زمینه دارید با ما در میان بگذارید :

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.