برای باتری های لیتیومی رقیب پیدا شد
به گزارش پارسی كاو دانشمندان آمریكایی می گویند باتری های پتاسیمی خودتعمیر، یك رقیب ارزان و با طول عمر بالا برای باتری های لیتیومی هستند كه مشكل تشكیل دندریت در باتری های لیتیومی را ندارند.
به گزارش پارسی كاو به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، محققان آمریكایی موفق به ابداع باتری های پتاسیمی شده اند كه خویش را بازیابی می كنند و مشكل تشكیل دندریت را كه مانع از توسعه باتری های لیتیومی ارزان، قدرتمند و پر چگال است، حل كرده اند.
لیتیوم گران است، از نظر زیست محیطی محدود و در حجم زیادی در دسترس نیست و قابل اشتعال هم هست، اما هم اكنون بهترین چاره برای تأمین قدرت خودرو های برقی و تلفن های همراه هوشمند بشمار می رود.
حالا به علت كامل نبودن باتری های لیتیومی و مشكلاتی كه در راه توسعه آنها وجود دارد، گزینه های جایگزین دیگر در حال توسعه هستند و یكی از گزینه هایی كه می تواند قابل رقابت باشد، باتری های ساخته شده از پتاسیم است.
پتاسیم هم ارزان و فراوان است و هم كار با آن راحت تر است، به این مفهوم كه ضمن ارزان بودن به علت فراوانی، هزینه های تولید كمتری هم دارد. باتری ها را با استفاده از آندهای تماما فلز پتاسیم می توان هم از نظر حجم و هم وزن، چگال تر و متراكم تر ساخت كه قابل مقایسه با باتری های لیتیومی باشد.
یك مشكل اساسی كه بر سر توسعه باتری های لیتیومی وجود دارد، تشكیل دندریت است. با گذشت زمان و با پر و خالی شدن پیوسته باتری، ذرات فلز –چه لیتیوم چه پتاسیم- آغاز به اتصال به آند می كنند. با این اتفاق، شاخه های تیزی به نام دندریت آغاز به شكل گیری می كنند و در نهایت، به اندازه كافی بلند می شوند تا از غشای عایق جدا شوند و آند را از كاتد جدا كنند و مدار باتری را كوتاه كنند. این امر سبب ایجاد گرما و گاهی آتش سوزی می شود و به صورت موثری طول عمر باتری را می كاهد.
حالا گروهی از دانشمندان موسسه پلی تكنیك "رنسلر"(Rensselaer) در نیویورك می گویند كه یك رویكرد خود درمان ابداع نموده اند كه می تواند زمانی كه باتری را در طول شب شارژ می كنید، این دندریت ها را از آند پاك كرده و از ایجاد مشكل جلوگیری كند.
محققان معتقدند حالا با این روش می توان باتری های پتاسیمی را با طول عمر بالا و قیمت ارزان به تولید انبوه رساند و به بازار عرضه نمود.
این روش عجیب به نظر می آید، چونكه در واقع به شارژ سریع و انفجاری و تخلیه با سرعت بالا وابسته است. دقیقاً همان چیزی كه به ما گفته می شود اگر بخواهیم عمر باتری های لیتیوم خویش را حفظ نماییم و بالا ببریم، نباید انجام دهیم. محققان با انجام این كار در شرایط كنترل شده می توانند گرمای باتری را كنترل كنند و دما را تا جایی كه پتاسیم ذوب نشود، بالا برند تا دندریت ها كنده شوند.
این گروه تحقیقاتی، توانایی خودتعمیری مشابهی را برای مقابله با دندریت ها در باتری های لیتیومی در سال 2018 عرضه كرده بود كه به شكل قابل توجهی به دمای بالاتری نیاز داشت.
"نیخیل كوراتكار" سرپرست این تحقیق می گوید: با این رویكرد جدید، ایده این است كه در شب یا هر زمان كه از باتری استفاده نمی كنید، یك سیستم مدیریت باتری داشته باشید كه این گرما را اعمال نماید و سبب شود دندریت ها پاك شوند.
وی ادامه داد: من می خواهم انتقال به باتری های فلزی را ببینم. باتری های فلزی كارآمدترین روش برای ساخت یك باتری هستند، با این وجود، به علت مشكل دندریت ها، تابحال عملی نبودند. اما حالا با پتاسیم امیدوار شده ایم.
این مطالعه در PNAS انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب