ساخت یک باتری جدید مبتنی بر آب بدون فلز
با فناوری: یک باتری جدید مبتنی بر آب می تواند به کاهش وابستگی به لیتیوم برای ذخیره انرژی کمک نماید و نقطه پایانی برای آتش گرفتن باتری ها باشد.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، محققان دانشگاه تگزاس A&M در ایالات متحده درحال بررسی الکترودهای مبتنی بر آب و بدون فلز برای ساخت باتری هستند که می توانند روزی برای طیف وسیعی از کاربردها بجای باتری های لیتیوم یونی رایج امروزی مورد استفاده قرار بگیرند.
باتری های لیتیوم یونی هسته اصلی حمل و نقل الکتریکی در کشورهای متعهد به کاهش انتشار کربن در سراسر جهان هستند. در صورتیکه ایالات متحده برنامه های بلندپروازانه ای برای تغییر صنعت حمل و نقل دارد، اما به خوبی از کاستی های خود دراین زمینه آگاه است.
اجزای حیاتی باتری های لیتیوم یونی مانند لیتیوم و کبالت عمدتاً در ایالات متحده وارداتی هستند و در صورت تشدید تنش های ژئوپلیتیکی، کل این بخش در معرض خطر جدی قرار می گیرد. پژوهشگران دانشگاه A&M تگزاس یکی از گروه هایی هستند که توسط وزارت انرژی و بنیاد ملی علوم ایالات متحده حمایت می شوند و بدنبال جایگزین هایی برای باتری های لیتیوم یونی هستند.
باتری های بدون فلز و مبتنی بر آب
جودی لوتکنهاوس(Jodie Lutkenhaus) و دانیل تابور(Daniel Tabor)، استاد و استادیار مهندسی شیمی در این دانشگاه چند سالی است که در مورد باتری های مبتنی بر آب تحقیق می کنند. به قول پژوهشگران، این باتری ها مانند باتری های معمولی از یک کاتد، آند و یک الکترولیت تشکیل شده اند.
با اینحال تفاوت آنها در این است که الکترودها بجای فلزات از پلیمر تولید شده اند و الکترولیت مورد استفاده در آنها مخلوط آب با نمک های آلی است. چنین ترکیبی آتش نمی گیرد و الکترولیت مبتنی بر آب کلید هدایت یون ها و ذخیره انرژی است.
پژوهشگران دریافته اند که پلیمرهای رادیکال غیر مزدوج فعال ردوکس(redox-active، non-conjugated radical polymers)، مواد ایده آلی برای ساخت این الکترودها هستند برای اینکه دارای ولتاژ تخلیه بالایی هستند. بسته به ماده مورد استفاده، تفاوت در ظرفیت ذخیره انرژی می تواند تا ۱۰۰۰ درصد باشد.
در اطلاعیه ای مطبوعاتی آمده است که گروه تحقیقاتی برای یافته های خود بر شبیه سازی و تحلیل محاسباتی متکی بوده اند و درکی در مورد ساختارها و دینامیک در مقیاس مولکولی میکروسکوپی به دست آورده اند.
در بعضی از آزمایش های انجام شده، پژوهشگران همین طور توانستند بصورت ماکروسکوپی ببینند که آیا کاتد در رابطه با نمک های خاصی در الکترولیت بهتر عمل می کند یا خیر. آنها این کار را با اندازه گیری غلظت نمک و آب انجام دادند.
آنها قصد دارند در آینده شبیه سازی های بیشتری را برای درک بهتر نظریه پشت باتری های آبی انجام دهند که در نهایت بتوان از مواد بهتری برای طراحی آنها بهره برد.
پژوهشگران مقاله ی خودرا در مجله ی Nature Materials منتشر نمودند.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب