باتری جدیدی که هیچ آسیبی در آن تاثیر ندارد

ایسنا/ دانشمندان باتری جدید و مقاومی ساخته‌اند که ممکن است روزی جایگزین باتری‌های لیتیوم-یونی مورد استفاده در تلفن‌ها و خودروهای برقی شود.

برخلاف باتری‌های لیتیوم که در صورت آسیب دیدن ممکن است آتش بگیرند یا منفجر شوند، این باتری جدید زینک-هوا حتی پس از سوراخ شدن، سوزاندن یا غوطه‌وری در آب نیز به کار خود ادامه می‌دهد.

---

بازار

---

این پژوهش به رهبری نوئه آرخونا و همکارانش در مرکز تحقیقات مواد پیشرفته (CIMAV) در چی‌واوا، مکزیک انجام شده است و نشان می‌دهد که باتری‌های ایمن‌تر، مقرون به صرفه‌تر و دوستدار محیط زیست ممکن است به زودی به واقعیت تبدیل شوند.

امروزه باتری‌های لیتیوم-یونی فناوری را تحت سلطه خود گرفتند و همه چیز از گوشی‌های هوشمند تا خودروهای برقی را تامین می‌کنند اما این باتری‌ها مشکل بزرگی دارند، الکترولیت‌های مایع آن‌ها قابل اشتعال هستند و اگر باتری فشرده، سوراخ یا داغ شود، امکان دارد شعله‌ور شود.

آرخونا اظهار کرد: ما از باتری‌های لیتیوم-یونی به دلیل نگرانی‌های ایمنی متعدد در مورد قابل اشتعال بودن الکترولیت‌هایی موجود در آن استفاده نمی‌کنیم.

این گروه پژوهشی به جای استفاده از لیتیوم، باتری فلز-هوا را توسعه دادند، سیستمی که با ترکیب فلز با اکسیژن موجود در هوا انرژی تولید می‌کند.  این رویکرد نیاز به الکترولیت‌های مایع خطرناک را حذف می‌کند.

پژوهشگران، زینک را به‌عنوان ماده اصلی انتخاب کردند زیرا ایمن‌تر و فراوان‌تر از لیتیوم یا کبالت است. آنان برای کاهش بیشتر استفاده از فلز، ورق کربنی طراحی کردند که با اتم‌های منفرد نیکل به جای استفاده از تکه‌های بزرگ فلز پوشانده شده بود.

این گروه پژوهشی برای تایید طراحی خود در سطح اتمی، از منبع نور کانادایی (CLS) در دانشگاه ساسکاچوان استفاده کردند که یکی از روشن‌ترین منابع نور در جهان برای مطالعه مواد است.

نتایج آزمایش‌های آنان تایید کرد که اتم‌های نیکل به‌طور یکنواخت در سطح کربن توزیع شده‌اند. هنگامی که این ساختار با یک الکترولیت پلیمری شبیه ژل ترکیب شد، این ساختار اجازه داد تا باتری زینک-هوا به‌طور موثر بدون خطرات ایمنی عمل کند.

گروه پژوهشی باتری خود را تحت شرایط شدید، کوبیدن یک میخ به آن، آتش زدن و غوطه‌ور کردن در آب آزمایش کرد و در تمامی این موارد، باتری به کار خود ادامه داد. همچنین در شرایط بسیار سرد یا گرم عملکرد خوبی داشت که آن را برای کشورهایی با اقلیم‌های سخت ایده‌آل می‌کند.

آرخونا توضیح داد: در کانادا ما با مشکل بزرگی در شارژ باتری‌ها مانند خودروهای برقی در دماهای بسیار سرد مواجه هستیم اما فناوری ما چنین مشکلاتی ندارد.

پژوهشگران همچنین علاوه بر ایمنی و عملکرد به پایداری فکر و برنامه‌ریزی کردند تا نسخه‌های آینده را با مواد تجزیه‌پذیر بسازند که حتی پس از دور انداختن آن، ضایعات باتری بتواند خاک را غنی کند. آنان همچنین در حال بررسی جایگزینی نیکل با آهن، فلزی رایج‌تر و دوستدار محیط زیست هستند.

سایت ساینس گزارش کرد، هرچند این باتری زینک-هوا هنوز نمونه اولیه محسوب می‌شود، آرخونا معتقد است که این فناوری، پیشرفتی در این مسیر خواهد بود. اگر می‌خواهیم باتری‌های بسیار ایمن داشته باشیم، باید آن‌ها را با کاتالیزورهای تک اتمی طراحی کنیم که آینده ذخیره‌سازی انرژی است.

نتایج این پژوهش در نشریه «رابط‌های مواد کاربردی ای‌سی‌اس» (ACS Applied Materials  Interfaces) منتشر شده است.

انتهای پیام