باتری‌های لیتیومی به لطف نانوکانال‌ها سریع‌تر شارژ می‌شوند
فناوری جدیدی که قرار است در باتری‌های لیتیومی استفاده شود، می‌تواند باعث شارژ سریع‌تر آنها شود.
فرض بر این بود که ماده گرافیت که اغلب مورد استفاده قرار می‌گرفت، از قبل جانشینی داشت که دیگر قابل بهبود نبود.
تاکنون، محققان موسسه MESA+ دانشگاه توئنته دریافته‌اند که با نانوساختار کردن این ماده، «مسیرهای» جدیدی برای یون‌های لیتیوم ایجاد می‌شود.
محققان در مقاله‌ای که در مجله منابع انرژی منتشر شده است، نشان می‌دهند که این امر باعث می‌شود باتری سریع‌تر شارژ شود.
باتری‌های لیتیوم یونی را می‌توان در طیف وسیعی از کاربردها مشاهده کرد.
آنها واقعاً جامعه اطلاعاتی ما را تغییر دادند، لیتیوم از طریق مایع، بین دو الکترود حرکت می‌کند.
یکی از الکترودها قبلاً بسیار ساده بود و از گرافیت ساخته شده بود و دیگری، کاتد، از نیکل، منگنز و کبالت تشکیل شده است.
جایگزین گرافیت، نیوبیوم-تنگستن-اکسید است همچنین محققان دریافته‌اند که شارژ با این ماده سریع‌تر انجام می‌شود.
دلیل این امر آن است که این ماده کانال‌هایی دارد که دسترسی بهتری به یون‌های لیتیوم فراهم می‌کنند؛ یون‌های لیتیوم نسبت به گرافیت، راحت‌تر حرکت می‌کنند.
محققان خاطرنشان می‌کنند که NbWO4 در حال حاضر چنان خواص عالی از خود نشان می‌دهد که نانوساختار کردن آن از قبل هیچ ارزش افزوده‌ای نخواهد داشت.
محققان UT اکنون نشان می‌دهند که نانوساختار کردن در واقع تأثیر قابل توجهی دارد.
آنها این ساختارها را با حرارت دادن ماده در فر برای کلسینه کردن آن ایجاد می‌کنند تا نانوذرات باقی بمانند.
اندازه آنها می‌تواند بین ده‌ها تا صدها نانومتر باشد (یک نانومتر یک میلیونیم میلی‌متر است) به این ترتیب “خروجی‌های” بسیار بیشتری برای یون‌های لیتیوم ایجاد می‌شود، زیرا همه نانوذرات می‌توانند یون‌های لیتیوم را در مرزهای خود هدایت کنند.
کاربران پرمصرف
یکی از معایب این روش این است که برای همه نوع کاربردها مناسب نیست، به عنوان مثال: در خودروهای برقی، به یک باتری بزرگتر نیاز خواهید داشت، زیرا هر سلول جداگانه با نوع جدید آند، انرژی کمتری تولید می‌کند.
اما در حالت اوج مصرف، برای جبران تولید بیش از حد یا کم ناشی از انرژی خورشیدی و بادی، به باتری‌هایی نیاز است که بتوانند به سرعت تخلیه شوند، اما باید به سرعت نیز شارژ شوند.
پروفسور مارک هویبن می‌گوید برای این نوع کاربردها، از جمله باتری‌های ماشین‌آلات سنگین، دستیابی الکترود جدید مناسب است.
گام بعدی یافتن بهترین اندازه برای آند نانوساختار است همچنین کاتد نیز موضوع تحقیق است، به عنوان مثال: در بررسی راه‌های کاهش مقدار کبالت مورد نیاز.
لینک مرتبط:محققان از راز درون باتری‌های لیتیوم-اکسیژن پرده برداشتند
بیشتر بدانید:باتری روی بدون آند که روزی می‌تواند انرژی تجدیدپذیر را ذخیره کند
بیشتر بخوانید:فرصت‌های جدید برای طراحی باتری‌های نوری و پیل سوختی
تاریخ:1404/6/11
مهسا نعمتی
