ژاپنی ها باتری هایی با قابلیت خود ترمیمی ساختند

دانشمندان ژاپنی اخیراً پیروز به توسعه باتری هایی با طول عمر بالا و قابلیت خودترمیمی شدند.

ژاپنی ها باتری هایی با قابلیت خود ترمیمی ساختند

به گزارش خبرگزاری اقتصادایران ،طول عمر و ظرفیت ذخیره سازی دو اصل مهم در باتری ها هستند. امروزه در دنیا از باتری ها در موارد گوناگونی استفاده می شود بنابراین رقابت جدی میان دانشمندان برای توسعه باتری هایی با قابلیت بالا وجود دارد.

مهندسان دانشگاه توکیو(University of Tokyo) ژاپن در مطالعه ای دریافته اند اگر باتری ها با ماده ای موسوم به اکسید ردکس اکسید اکسیژن (Na2RuO3) ساخته شوند، قابلیت های آنها بسیار افزایش می یابد.

کاهش ظرفیت ذخیره سازی

امروزه ما باتری های لیتیوم یون(batteries lithium-ion) و باتری های سدیم(sodium batteries) داریم. اگرچه هر دو نوع باتری قدرتمند هستند، چرخه های تکراری شارژ کردن و استفاده از آنها می توانند به طور قابل توجهی با طول عمر آنها مرتبط باشد و ظرفیت ذخیره سازی آنها را در طول زمان کاهش دهد.

اما مهندسان دانشگاه توکیو برای این مشکل، چاره اندیشیده و پیروز به توسعه باتری هایی با قابلیت خود ترمیمی شده اند. پروفسور آتسو یامادا(Atsuo Yamada) و تیم او پیروز به طراحی و توسعه باتری های خاصی شده اند که نه تنها طول عمر آنها زیاد است بلکه دارای ظرفیت بالایی نیز هستند.

باتری ها معمولاً از لایه های مواد فلزی تشکیل شده اند. با شارژ و تخلیه شارژ باتری، این لایه ها شروع به تخریب می کنند و شکاف هایی به نام نقص پشته سازی(stacking faults) ایجاد می کنند.

این نقص، توانایی باتری برای ذخیره سازی و نگه داشتن شارژ را کاهش می دهد. علت این اتفاق به این دلیل است که مواد توسط یک نیروی ضعیف به نام نیروی واندروالسی(Van der Waals force) نگه داشته می شوند.

نیروهای بین مولکولی بین مولکول های قطبی با نیروهای بین مولکولی بین مولکول های غیرقطبی باهم تفاوت دارند. معمولاً نیروهای بین مولکولی به نام نیروهای واندروالسی معروفند. وجود این نیروها در بین مولکول ها باعث می شود که یک ترکیب جامد مولکولی شکل معینی داشته باشد و با غلبه بر این نیروها بتوان آن را به حالت مایع درآورد. اتم ها در مولکول ها توسط پیوندهای کووالانسی کنار هم نگه داشته شده اند.

این نیرو به راحتی توسط فشار بر روی باتری ها در هنگام شارژ و استفاده از آن متوقف می شود. با این حال، یامادا و همکارانش مواد جدیدی را توسعه داده اند که می توانند در برابر این فشار، مقاومت کند.

نیروی واندروالسی

آنها طی این مطالعه دریافتند اگر باتری با یک ماده موسوم به اکسید ردکس اکسید اکسیژن (Na2RuO3) ساخته شود، نه تنها تخریب چرخه شارژ و تخلیه شارژ کاهش می یابد، بلکه لایه ها نیز خود را تعمیر می کنند. این به این دلیل است که اکسید ردکس اکسید اکسیژن با نیرویی به نام جاذبه کولومیک(coulombic attraction) که به مراتب قوی تر از نیروی واندروالسی است، کنار یکدیگر قرار می گیرند.

یامادا در خاتمه اضافه نمود: توسط این روش نه تنها طول عمر باتری ها افزایش می یابد بلکه دیگر تخریب نمی شوند چرا که توسط این ماده قابلیت خود ترمیمی خواهند داشت. افزایش تراکم انرژی باتری اهمیت زیادی برای تحقق حمل و نقل الکتریکی دارد.

منبع: اقتصاد ایران
انتشار: بروزرسانی: 1 مرداد 1398 شناسه مطلب: 204

به "ژاپنی ها باتری هایی با قابلیت خود ترمیمی ساختند" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "ژاپنی ها باتری هایی با قابلیت خود ترمیمی ساختند"

نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید