سرعت شارژ باتریها، باز هم سریعتر میشود
پوششهای نانویی راهی برای عملکرد بهتر باتریهای لیتیومیونی
مجله علمی ایلیاد - طبق مقالهای که در مجلهی Nature Communications به چاپ رسیده است، باتریهای لیتیوم-یونی که بتوانند در عرض چند دقیقه دستگاه شما را شارژ کنند و دارای ظرفیت بالایی باشند، اکنون ایجاد شدهاند. از این تکنولوژی میتوان در وسایل الکترونیکی، منابع ذخیرهی انرژی خورشیدی و خودروهای برقی استفاده کرد. باتریهای لیتیوم-یونی در زمانی که یونهای لیتیوم بین آند و کاتد جابهجا میشوند، شارژ شده و خالی میشوند. در نوع مرسوم این باتریها، آند از گرافیت و کاتد از اکسید کبالت لیتیوم ساخته میشود. این مواد در ترکیب با یکدیگر خوب عمل میکنند و به همین دلیل این نوع باتریها اکنون بسیار همهگیر هستند. با این حال محققین بر این عقیده هستند که میتوان عملکرد این باتریها را بهبود بخشید.
«نیخیل کوراتکار» از موسسهی رنسلائر، میگوید: «راه افزایش کارایی این باتریها در واقع بهبود مواد استفاده شده بهعنوان الکترود است. ما تلاش میکنیم تکنولوژی باتریها را پیشرفت دهیم.» کوراتکار از محققین برجسته در زمینهی نانوتکنولوژی و ذخیرهی انرژی است. وی و گروهش کارایی باتریها را با جایگزینی اکسید کبالت توسط دیسولفید وانادیوم افزایش دادهاند. او میگوید: «این کار باعث افزایش چگالی انرژی میشود؛ زیرا مادهی جدید سبک است. از آنجا که این ماده رسانایی بالایی دارد، شارژدهی باتری جدید نیز سریعتر میشود. به همین خاطر ما جذب این ماده شدیم.»
دیسولفید وانادیوم در سالهای اخیر توجهات زیادی را به خود جلب کرده است، ولی چالش اصلی در مورد آن پایدار نبودن آن است. بهخاطر این مشخصه، عمر باتریهای تولید شده کوتاه خواهد بود. محققین راهی برای مقابله با این عمر کوتاه نیز یافتهاند. محققین دریافتند که پوششهای نانو از دیسولفید تیتانیوم میتواند باعث افزایش پایداری باتریهای جدید شود. کوراتکار میگوید: «این روش جدید است و کسی تا کنون آنرا کشف نکرده بود. دیسولفید تیتانیوم بهعنوان یک لایهی خنثی عمل میکند و وظیفهی پشتیبانیکنندهی مکانیکی را نیز بر عهده دارد.»
با ترکیب دیسولفید تیتانیوم و وانادیوم و استفاده از آن بهعنوان الکترود، ظرفیت ویژه و توانایی ذخیرهی انرژی توسط باتری بالا رفت. با این مواد جدید، شارژ سریع نیز باعث زودتر خالی شدن باتری نمیشود. رسانایی الکترودهای جدید نیز باعث بالاتر رفتن ظرفیت نگهداری باتریهای جدید میشود. کاربردهای چندگانهای برای این باتریهای جدید میتوان متصور بود؛ افزایش کارایی باتری خودروهای برقی، دستگاههای الکترونیکی، ذخیرهی انرژی خورشیدی و همچنین افزایش سرعت شارژدهی در سیستمهای مختلف.
نوشته: ScienceDaily
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد