ساخت باتری فلزی از نوعی اسفنج پلیمری با عمر دوبرابری

دانشمندان نسل جدیدی از باتری های فلزی را توسعه داده اند که دوبرابر بیشتر از نمونه های مشابه دوام می آورد و سریع تر هم شارژ می شود. این باتری بادوام با کمک نوعی اسفنج سه بعدی پلیمری متخلخل ساخته شده و ایمنی به مراتب بیشتری نسبت به باتری های لیتیومی استاندارد دارد که بعضا به خاطر مسائلی دچار آتش سوزی یا انفجار می شوند.

دانگای ونگ از محققان ارشد پروژه و پروفسور مهندسی مکانیک دانشگاه پنسیلوانیا در این باره می گوید:

این پروژه با هدف توسعه نسل بعدی باتری های فلزی کلید خورده است. چندین دهه است که ما از فلز لیتیوم برای ساخت باتری ها کمک می گیریم اما برخی مسائل بنیادین در این باره وجود دارند که مانع از پیشرفت می شوند.

باتری های جدید در ساده ترین شکل خود از سه جزء ساخته شده اند: یک الکترود مثبت، یک الکترود منفی و یک الکترولیت. زمانی که باتری شارژ می شود یون های لیتیومی از الکترود مثبت گرفته شده و با حرکت درون ساختار کریستالی و الکترولیت به سمت الکترود منفی می روند و در آنجا ذخیره می گردند. هرچه این فرایند زودتر انجام شود باتری نیز سریع تر شارژ می گردد.

با این حال اما وقتی باتری های لیتیومی یونی به سرعت شارژ می شوند (مثلا انواع مورد استفاده در خودروهای الکتریکی) اشکالی شبیه به سوزن را ایجاد می کنند. این سوزن ها چرخه عمر باتری ها را کاهش داده و ضمن پایین آوردن امنیت شان مسائلی نظیر انفجار یا آتش سوزی را به وجود می آورند.

دکتر ونگ در این رابطه گفت:

رویکرد ما استفاده از نوعی پلیمر به جای فلز لیتیوم بود. این ماده مانند یک اسفنج متخلخل عمل می کند که نتنها انتقال یون ها را تسریع می بخشد بلکه از زوال باتری نیز جلوگیری می نماید. با این کار دیگر حتی در دما های پایین و موقعیت های شارژ سریع نیز خبری از شوره روی صفحه فلزی نخواهد بود.

و اما این تحقیق می تواند به ساخت باتری های فلزی پایدارتر و قدرتمندتر منتهی شود که قابلیت استفاده در تمامی بخش های زندگی را دارند. ساخت باتری هایی با دوام بیشتر و شارژ سریع تر از جمله مسائلی است که ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده و هر از چندگاهی شاهد ارائه نمونه اولیه از باتری های با عمر بالا هستیم که البته هنوز هیچکدامشان به مرحله تولید انبوه نرسیده اند و صنعت تلفن های هوشمند را در انتظار ورودشان نگه داشته اند.

منبع:

دیجیاتو