جایگزین كارآمد باتری های لیتیومی پیدا شد
دانشمندان دانشگاه ملی علوم و فناوری MISiS به همراه محققانی از روسیه و آلمان جایگزینی مؤثر برای باتری های لیتیوم یونی گرانقیمت توسعه داده اند.
به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا و به نقل از اسپوتنیک، محققان راهی برای ایجاد باتری های سدیمی پیدا کرده اند که از یون های لیتیوم به صورت قابل توجهی ارزان تر بوده و از ظرفیت ذخیره انرژی بیشتری در آینده برخوردار خواهند بود.
باتری های لیتیوم-یون در همه جا مورد استفاده قرار می گیرند؛ در تلفن های همراه، لپ تاپ ها و سایر لوازم الکترونیکی و همینطور در اشکال مختلف صنعت حمل و نقل و فناوری های فضایی. در عین حال، لیتیوم یک فلز گرانقیمت است و به قول کارشناسان، ذخایر آن کاملاً محدود است.
هم اکنون هیچ جایگزین کارآمدی برای این باتری ها وجود ندارد. دانشمندان توضیح دادند که لیتیوم یک فلز قلیایی و یکی از سبک ترین عناصر جدول تناوبی است و بنابراین یافتن جایگزین برای آن دشوار است.
حالا تیمی از دانشمندان دانشگاه ملی علوم و فناوری MISiS به همراه محققانی از روسیه و آلمان تحت رهبری پروفسور "آرکادی کراشنینکوف" جایگزین امیدوار کننده ای برای این فلز گران قیمت ساخته اند. این دانشمندان نشان داده اند که اگر اتم فلزات قلیایی به شکل مشخصی قرار بگیرند، می توان به یک ظرفیت انرژی قابل مقایسه با لیتیوم دست یافت.
به قول نویسندگان این مطالعه، روش ویژه قرار دادن اتم ها شامل جمع شدن آنها در چندین لایه یکی بالاتر از دیگری است و این کار با انتقال اتم های فلز با ولتاژ بالا به فضای بین دو ورقه گرافنی امکان پذیر است.
"ایلیا چپکازوف" یکی از نویسندگان این مطالعه از MISiS اظهار داشت: اعتقاد بر این بود که در باتری ها، اتم های لیتیوم فقط می توانند در یک لایه قرار بگیرند، اما آزمایش های اخیر انجام شده توسط همکاران آلمانی ما نشان داده است که می توان بین لایه های گرافن ساختارهای پایدار لیتیوم چند لایه ایجاد کرد. ازاین رو ما علاقمند به مطالعه احتمال ایجاد چنین ساندویچی از سایر فلزات قلیایی شدیم.
به قول دانشمندان، عنصر سدیم امیدوارکننده ترین جایگزین برای لیتیوم است، چونکه در طبیعت بسیار فراوان است. بعنوان مثال، نمک معمولی حاوی ۵۰ درصد از این عنصر است.
طبق الگویی که توسط محققان بوجود آمده است، با قرار دادن یک لایه سدیم به ضخامت دو اتم بین دو لایه گرافن، می توان یک آند با ظرفیت کمی کمتر از یک آند در باتری های لیتیوم-یونی ایجاد کرد. چیزی در حدود ۳۳۵ میلی آمپر ساعت بر گرم در مقابل ۳۷۲ میلی آمپر ساعت بر گرم در باتری های لیتیومی.
محاسبات نشان داده است که افزایش تعداد لایه های لیتیوم به عدم ثبات منجر می شود، اما در مورد سدیم، روند متضادی وجود دارد؛ با افزایش تعداد لایه ها در باتری سدیمی، پایداری ساختارها افزایش می یابد.
دانشمندان در گام بعدی می خواهند نمونه های آزمایشی از این باتری را ایجاد و بررسی نمایند. دانشمندان معتقدند در صورت موفقیت می توانند در مورد ایجاد نسل جدیدی از باتری ها فکر کنند.
با داشتن ظرفیتی مشابه باتری های لیتیوم-یون یا حتی بیشتر از آنها، باتری های سدیم چندین برابر ارزانتر خواهند بود.
این مطالعه در مجله Nano Energy انتشار یافته است.
منبع: گروه هوش مصنوعی
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب