آریا بانو

آخرين مطالب

تولید باتری لیتیوم–سولفور نانویی با قابلیت ذخیره‌سازی 2 برابر انرژی و اثر محیط‌زیستی کمتر گوناگون

تولید باتری لیتیوم–سولفور نانویی با قابلیت ذخیره‌سازی 2 برابر انرژی و اثر محیط‌زیستی کمتر
  بزرگنمايي:

آریا بانو - ایسنا / در سال‌های اخیر، تقاضا برای مواد و طرح‌های نوین باتری که بتوانند عملکردی فراتر از باتری‌های سنتی ارائه دهند، به سرعت افزایش یافته است. علاوه بر ظرفیت بالاتر ذخیره‌سازی انرژی، یکی از مزایای کلیدی باتری‌های لیتیوم–سولفور این است که نسبت به باتری‌های لیتیوم–یون امروزی، اثر محیط‌زیستی کمتری دارند. باتری‌های لیتیوم–سولفور از موادی استفاده می‌کنند که تأثیر کمتری بر محیط زیست دارند و وابستگی آنها به فلزات کمیاب کمتر است. به عنوان مثال، سولفور که ماده فعال اصلی در این باتری‌ها به‌شمار می‌آید، هم از نظر قیمت مقرون به‌صرفه و هم از نظر دسترسی، نسبت به فلزاتی مانند کبالت و نیکل که در باتری‌های لیتیوم–یون به کار می‌روند، مزیت قابل توجهی دارد.
جون-وو پارک از مرکز تحقیقات باتری نسل بعدی در مؤسسه فناوری الکترونیک کره (KERI) گفت: باتری‌های لیتیوم–سولفور از موادی با اثر زیست‌محیطی پایین‌تر بهره می‌برند و وابستگی کمتری به فلزات کمیاب دارند. این امر باعث می‌شود که باتری‌های ما علاوه بر ذخیره‌سازی انرژی بالاتر، دوستدار محیط زیست نیز باشند.
با وجود وعده‌های فناوری نوین باتری‌های لیتیوم–سولفور، پژوهشگران مدت‌ها با یک مانع عمده در جهت تجاری‌سازی این فناوری مواجه بودند. یکی از چالش‌های اصلی، واکنش‌های شیمیایی ناخواسته‌ای است که در طول فرآیند شارژ و دشارژ باتری رخ می‌دهد. این واکنش‌ها باعث ایجاد آسیب به اجزای کلیدی باتری و کاهش تدریجی عملکرد و عمر مفید آن می‌شوند.
پارک و همکارانش با ارائه طراحی جدیدی سعی در رفع این مشکل داشته‌اند. وی توضیح داد: این طراحی با رفع چالش‌های اساسی، عملکرد باتری را به‌طور چشمگیری بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، ساختار ما امکان تولید باتری‌های فوق‌العاده انعطاف‌پذیر را فراهم کرده است که می‌توانند در دستگاه‌های پوشیدنی و سایر فناوری‌های نوظهور به کار روند.
اگرچه ایده استفاده از باتری‌های لیتیوم–سولفور به دهه 1960 باز می‌گردد، اما تاکنون موانع زیادی در جهت تجاری‌سازی این فناوری وجود داشته است. یکی از بزرگ‌ترین مشکلات، واکنش جانبی شیمیایی‌ای است که موجب تشکیل مولکول‌هایی به نام پلی‌سولفیدها می‌شود. در طی شارژ و دشارژ، این پلی‌سولفیدها در الکترولیت مایع حل شده و بین الکترودها جابه‌جا می‌شوند و واکنش‌های ناخواسته‌ای را ایجاد می‌کنند. این پدیده که به «اثر شاتل پلی‌سولفید» معروف است، با تخریب تدریجی اجزای مهم باتری، کارایی آن را کاهش داده، عمر مفید را کوتاه می‌کند و حفظ عملکرد پایدار در طول چرخه‌های متعدد شارژ را دشوار می‌کند.
برای غلبه بر این چالش، پژوهشگران طراحی جدیدی ارائه دادند که از نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره استفاده می‌کند. این نانولوله‌ها که از صفحات گرافن تشکیل شده و به شکل لوله‌های میکروسکوپی جمع شده‌اند، به دلیل مقاومت و هدایت الکتریکی برجسته، عملکرد باتری‌های لیتیوم–سولفور را بهبود می‌بخشند. نوآوری در این طراحی، تغییر شیمیایی سطح نانولوله‌ها به‌گونه‌ای است که اتم‌های اکسیژن را به خود مرتبط می‌سازد. اتم‌های اکسیژن سپس به پلی‌سولفیدها متصل شده و به عنوان فیلتری عمل می‌کنند تا از حرکت آن‌ها درون ساختار باتری جلوگیری نمایند.
این روش نوین به پژوهشگران این امکان را داد تا باتری‌هایی با عملکرد بهبود یافته بسازند. در نمونه‌های آزمایشی، باتری‌ها توانستند پس از 100 چرخه شارژ و دشارژ، بیش از 85٪ از ظرفیت اولیه انرژی خود را حفظ کنند که این رقم به مراتب بالاتر از طراحی‌های پیشین باتری‌های لیتیوم–سولفور است. همچنین، ادغام نانولوله‌های کربنی در ساختار باتری منجر به تولید باتری‌های انعطاف‌پذیر با ظرفیت بالای انرژی شده است. در یک نمونه اولیه، چندین لایه باتری به صورت یک صفحه ضخیم مونتاژ شدند که قادر به ذخیره بیش از 1 آمپر-ساعت (Ah) انرژی بودند؛ مقداری که معادل حدود یک‌چهارم ظرفیت یک باتری رایج در گوشی‌های هوشمند محسوب می‌شود.
اگر تلاش‌های بهینه‌سازی موفقیت‌آمیز باشد، این نوع باتری می‌تواند گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای متنوع از جمله در هواپیماهای مسافربری محسوب شود؛ جایی که هواپیماهای کوچک به عنوان جایگزینی برای حمل‌ونقل زمینی به‌کار گرفته می‌شوند. طراحی سبک وزن این باتری‌ها می‌تواند امکان افزایش مدت زمان پرواز را فراهم کند و انعطاف‌پذیری آن‌ها نیز امکان یکپارچه‌سازی بی‌دردسر در طراحی‌های مختلف بدنه هواپیما را فراهم می‌آورد.

لینک کوتاه:
https://www.aryabanoo.ir/Fa/News/1358013/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

128 قمر به زحل اضافه شد!

دیدگاه مولانا درمورد وادی حیرت و نسبت عقل و حیرت

بلان: الاتحاد از نظر فنی به هیچ وجه خوب نبود

پیاتزا تصمیمش را در مورد تیم ملی ایران تغییر داد!

واکنش مجازی ستاره سپاهان به مصدومیت رباط صلیبی

پاسخ برونو فرناندز به راتکلیف: ما بی‌کیفیت نیستیم

نتیجه بازی با یونایتد از پیش تعیین شده بود!

یک چشم فولاد و یحیی به توقف پرسپولیس

اولین بازیکن تاریخ NBA با 4 هزار پرتاب 3 امتیازی!

خلیلی: کار در استقلال و پرسپولیس بسیار سخت است

تفاوت سطح فوتبال پایه ایران و جهان از نگاه خلیلی

ورود ناگهانی پرسپولیس به خانه استقلال و نکونام!

علی مشهدی به شبهات سریال بدل پاسخ داد

وجود صدتا دشمن از رفاقت با آقای نمونه بهتره

سوتی جواد خواجوی در برنامه «پانتولیگ» و تیکه های گلزار به او

آتش‌سوزی هواپیمای مسافربری آمریکایی

هواشناسی: در نوروز سیل گسترده نخواهیم داشت

حمله مسلحانه به طباخی؛ 3 نفر به شدت مجروح شدند

وقوع 5 فقره تصادف فوتی در سومین هفته اسفند

ترکیب لگو و مهندسی میشه همچین سازه‌های جالبی!

لحظه وحشتناک رانش زمین در چین

دعای روز سیزدهم ماه رمضان

عدس پلو درباری با ته دیگ طلایی

بهترین روش تشخیص سنگ کلیه

کلید بهبود عملکرد سلول‌های خورشیدی آلی، چاپ لایه‌های نانومتری است

نکته ای جالب در مورد داستان شازده کوچولو

خولین آلوارز می‌دانست پنالتی را خراب کرده است!

میدان‌داری در وطنی به سبک سری آ

مدعیان طلای 97 کیلوگرم آسیا؛ رقابت یک سامورایی ایرانی با آزادکار روسی

شکسته شدن یک رکورد ملی در مسابقات دوومیدانی جام رمضان

مورینیو: 3 پنالتی ما گرفته نشد

گلزن بازی رفت چهره ویژه پرسپولیس برای پوستر

جناب خان در مرکز مشاوره

بهترین زمان پخش «بدل»، ماه مبارک رمضان بود/ شهرام قائدی در نقشش بی‌نظیر بازی کرد

شوخی و تیکه الیکا عبدالرزاقی به سن سیامک انصاری در قسمت جدید صداتو

نماهنگ «خونه» با صدای مانی رهنما

اعلام محدودیت‌های ترافیکی در محورهای کشور

ارجاع مدیر متخلف مدرسه در اصفهان به هیات تخلفات

شب عید باران می‌بارد

آتش‌سوزی در یک هواپیمای خطوط هوایی آمریکا در فرودگاه بین‌المللی دنور

ساخت بزرگترین آدم برفی جهان

اثر حیرت‌انگیز یک پیاز بر انگل‌های انسانی!

مهارت عقاب طلائی در شکار

ساندویچ مرغ و اسفناج یک گاز خوشمزگی

چند نکته برای خرید آجیل و شیرینی شب/ چگونگی تشخیص آجیل سالم

چگونه فرزندم را از اعتیاد به موبایل نجات دهم؟

به‌روزرسانی یکی از مشهورترین پایگاه‌های اطلاعات زیستی

داستانک/ خودخواهی عارف

بازی با پرسپولیس برای فلاح حیثیتی شد!

گل اول اینترمیامی به کاوالیه