انتخاب صفحه
شماره 5213 - پنجشنبه 9 مرداد 1399
شماره های پیشین:

فناوری

جایگزین کارآمد باتری‌های لیتیومی پیدا شد

دانشمندان دانشگاه ملی علوم و فناوری MISiS به همراه محققانی از روسیه و آلمان جایگزینی مؤثر برای باتری‌های لیتیوم یونی گرانقیمت توسعه داده‌اند.
به گزارش ایسنا و به نقل از اسپوتنیک، محققان راهی برای ایجاد باتری‌های سدیمی پیدا کرده اند که از یون‌های لیتیوم به طور قابل توجهی ارزان تر بوده و از ظرفیت ذخیره انرژی بیشتری در آینده برخوردار خواهند بود. 
باتری‌های لیتیوم-یون در همه جا مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ در تلفن‌های همراه، لپ تاپ‌ها و سایر لوازم الکترونیکی و همچنین در اشکال مختلف صنعت حمل و نقل و فناوری‌های فضایی. در عین حال، لیتیوم یک فلز گرانقیمت است و به گفته کارشناسان، ذخایر آن کاملا محدود است. در حال حاضر هیچ جایگزین کارآمدی برای این باتری‌ها وجود ندارد. دانشمندان توضیح دادند که لیتیوم یک فلز قلیایی و یکی از سبک‌ترین عناصر جدول تناوبی است و به همین دلیل یافتن جایگزین برای آن دشوار است.
اکنون 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، می‌توان به یک ظرفیت انرژی قابل مقایسه با لیتیوم دست یافت. به گفته نویسندگان این مطالعه، روش ویژه قرار دادن اتم‌ها شامل جمع شدن آنها در چندین لایه یکی بالاتر از دیگری است و این کار با انتقال اتم‌های فلز با ولتاژ بالا به فضای بین دو ورقه گرافنی امکان پذیر است.
«ایلیا چپکازوف» یکی از نویسندگان این مطالعه از MISiS گفت: اعتقاد بر این بود که در باتری‌ها، اتم‌های لیتیوم فقط می‌توانند در یک لایه قرار بگیرند، اما آزمایش‌های اخیر انجام شده توسط همکاران آلمانی ما نشان داده است که می‌توان بین لایه‌های گرافن ساختارهای پایدار لیتیوم چند لایه ایجاد کرد. بنابراین ما علاقه مند به مطالعه احتمال ایجاد چنین ساندویچی از سایر فلزات قلیایی شدیم.
به گفته دانشمندان، عنصر سدیم امیدوارکننده ترین جایگزین برای لیتیوم است، زیرا در طبیعت بسیار فراوان است. به عنوان مثال، نمک معمولی حاوی ۵۰ درصد از این عنصر است. طبق الگویی که توسط محققان ایجاد شده است، با قرار دادن یک لایه سدیم به ضخامت دو اتم بین دو لایه گرافن، می‌توان یک آند با ظرفیت کمی کمتر از یک آند در باتری‌های لیتیوم-یونی ایجاد کرد. چیزی در حدود ۳۳۵ میلی آمپر ساعت بر گرم در مقابل ۳۷۲ میلی آمپر ساعت بر گرم در باتری‌های لیتیومی.
محاسبات نشان می‌دهد که افزایش تعداد لایه‌های لیتیوم به عدم ثبات منجر می‌شود، اما در مورد سدیم، روند متضادی وجود دارد؛ با افزایش تعداد لایه‌ها در باتری سدیمی، پایداری ساختارها افزایش می‌یابد. 

لطفا نظر خود را درباره این مطلب بیان نمایید

draggablePen