به نقل از «ایران اکونومیست»

یک گام مهم برای توسعه باتری‌های لیتیوم-گوگرد

تاریخ انتشار: ۱۸ دی ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۷۹۴۳۰۹

دانشمندان آمریکایی سعی دارند با یک طراحی جدید، باتری‌های لیتیوم-گوگرد را به پتانسیل کامل خود برسانند.

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از ساینمگ، باتری‌ها همه جا وجود دارند؛ از تلفن‌های همراه و ساعت‌های هوشمند گرفته تا وسایل نقلیه الکتریکی. بیشتر این دستگاه‌ها از باتری‌های شناخته‌شده لیتیوم-یون استفاده می‌کنند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

اگرچه باتری‌های لیتیوم-یون از زمان معرفی اولیه تاکنون راهی طولانی را پیموده‌اند اما معایب آشنایی نیز دارند؛ از جمله طول عمر کوتاه، گرم شدن بیش از اندازه و چالش‌های زنجیره تامین برخی از مواد خام.

دانشمندان «آزمایشگاه ملی آرگون»(Argonne National Laboratory) وابسته به «وزارت انرژی آمریکا»(DOE) با آزمایش مواد جدید برای ساخت باتری، در حال تحقیق کردن در مورد راه‌حل‌هایی برای برطرف کردن این مشکلات هستند. یکی از این مواد، گوگرد است. گوگرد، بسیار فراوان و مقرون‌به‌صرفه است و نسبت به باتری‌های سنتی مبتنی بر یون می‌تواند انرژی بیشتری را در خود نگه دارد.

این گروه پژوهشی با ایجاد لایه‌ای در باتری که ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی را افزایش می‌دهد و مشکل سنتی باتری‌های گوگردی را که باعث خوردگی آنها می‌شود تقریبا از بین می‌برد، سعی کردند به پیشرفت باتری مبتنی بر گوگرد کمک کنند.

«ونکیان ژو»(Wenqian Xu)، دانشمند آزمایشگاه ملی آرگون و از پژوهشگران این پروژه گفت: نتایج این پژوهش نشان می‌دهند که یک لایه میانی فعال ردوکس می‌تواند تأثیر زیادی بر توسعه باتری لیتیوم-گوگرد داشته باشد. ما یک گام به دیدن این فناوری در زندگی روزمره خود نزدیک‌تر شده‌ایم.

این طراحی امیدوارکننده باتری، یک الکترود مثبت حاوی گوگرد(کاتد) را با یک الکترود منفی فلزی لیتیوم(آند) جفت می‌کند. در بین این اجزا، الکترولیت یا ماده‌ای است که به یون‌ها امکان می‌دهد بین دو سر باتری عبور کنند.

باتری‌های اولیه لیتیوم-گوگرد، عملکرد خوبی نداشتند زیرا گونه‌های گوگرد(پلی‌سولفیدها) در الکترولیت حل می‌شدند و باعث خوردگی آن می‌شدند. این امر بر عمر باتری تأثیر منفی می‌گذارد و تعداد دفعاتی را که می‌توان باتری را شارژ کرد، کاهش می‌دهد.

دانشمندان پیشتر برای جلوگیری از بروز این مشکل تلاش کردند تا یک لایه میانی غیر فعال ردوکس را بین کاتد و آند قرار دهند اما این لایه محافظ، سنگین و متراکم است و ظرفیت ذخیره انرژی باتری را کاهش می‌دهد. این یک مانع بزرگ برای تجاری‌سازی باتری‌های لیتیوم-گوگرد بوده است.

دانشمندان در این پژوهش جدید، یک لایه متخلخل حاوی گوگرد را ابداع و آزمایش کردند. بررسی‌های آزمایشگاهی، ظرفیت اولیه باتری‌های دارای این لایه فعال را در مقایسه با باتری‌های دارای لایه غیرفعال، سه برابر بیشتر نشان داد. جالب‌تر این که سلول‌های دارای لایه میانی فعال، ظرفیت بالایی را در بیش از ۷۰۰ چرخه شارژ-تخلیه حفظ کردند.

«گوئیلیانگ ژو»(Guiliang Xu)، شیمی‌دان آزمایشگاه ملی آرگون و از پژوهشگران این پروژه گفت: آزمایش‌های پیشین با سلول‌هایی که دارای لایه‌ غیرفعال ردوکس بودند، فقط حرکت را سرکوب و انرژی را قربانی می‌کردند اما لایه فعال ردوکس ما به ظرفیت ذخیره انرژی می‌افزاید.

این گروه پژوهشی برای مطالعه بیشتر لایه فعال ردوکس، آزمایشاتی را در «چشمه فوتون پیشرفته»(APS) وزارت انرژی آمریکا انجام دادند. داده‌های این پژوهش به دانشمندان امکان می‌دهد تا از مزایای لایه میانی اطمینان حاصل کنند.

این گروه پژوهشی در ادامه کار خود می‌خواهند پتانسیل توسعه فناوری لایه‌ فعال ردوکس را ارزیابی کنند. گوئیلیانگ ژو گفت: ما می‌خواهیم سعی کنیم آن را بسیار نازک‌تر و سبک‌تر بسازیم.

این پژوهش، در مجله «Nature Communications» به چاپ رسید.

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: باتری ، باتری لیتیوم گوگرد

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: باتری باتری لیتیوم گوگرد باتری های لیتیوم لیتیوم گوگرد لایه میانی باتری ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۷۹۴۳۰۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

رصد عنکبوت در سیاره سرخ

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اسپیس، مدارگرد مارس اکسپرس آژانس فضایی اروپا، عکس جدیدی را از ویژگی‌های کوچک و تاریک سیاره سرخ ثبت کرده که به عنکبوت‌ شباهت دارند. 

بررسی‌های صورت گرفته از تصاویر مذکور، این ویژگی‌ها را ‌مانند گروهی عنکبوت نشان می‌دهد که در منطقه‌ای از مریخ موسوم به اینکا سیتی (Inca City) واقع در نزدیکی قطب جنوب سیاره سرخ در حال حرکت هستند و اگرچه در روز زمین بارش‌های مداوم شکوفا شدن گل‌ها را در پی داشته اما، در سیاره سرخ شاهد لشگر عنکبوت‌ها هستیم.

این ویژگی‌های کوچک و تاریک از میان شکاف‌های سطح مریخ جوانه می‌زنند. دانشمندان می‌گویند، این پدیده زمانی ظاهر می‌شود که نور خورشید بهاری بر لایه‌های دی اکسید کربن که در زمستان تاریک مریخ رسوب کرده‌اند، می‌تابد.

 براساس بیانیه آژانس فضایی اروپا،  یخ دی‌اکسید کربن به نوبه خود در لایه زیرین سطح مریخ به گاز تبدیل می‌شود و درنهایت تجمع حاصل از آن به شکل یخ ضخیم درمی‌آید‌.

گاز آزادشده، غبار تیره را از زمین زیرین خود به سمت بالا می‌برد و در نهایت گرد و غبار را وادار می‌کند تا پیش از نشستن روی سطح، مانند آب فوران‌کرده از یک آبفشان، از لایه‌های بالایی یخ پرتاب شود. این امر، ساختارهای ترک‌خورده و عنکبوت‌مانند را در اندازه ۴۵ متر تا یک کیلومتر ایجاد می‌کند.

منطقه موسوم به اینکا که به طور رسمی با نام «آنگوستوس لابیرینتوس» (Angustus Labyrinthus) شناخته می‌شود، شبکه‌ای خطی و تقریباً هندسی از برآمدگی‌ها مانند آنچه که روی زمین است را به نمایش می‌گذارد و بخشی از یک ویژگی دایره‌ای به عرض تقریبی ۵۳ مایل (۸۶ کیلومتر) است.

مقامات سازمان فضایی اروپا در بیانیه‌ای گفتند: ما هنوز دقیقاً مطمئن نیستیم که منطقه اینکا چگونه شکل گرفته، ممکن است تپه‌های شنی در طول زمان به سنگ تبدیل شده باشند. شاید موادی مانند ماگما یا ماسه از میان صفحات شکسته سنگ مریخ به بیرون نفوذ کرده و این منطقه شکل گرفته است.

جدیدترین تصاویر از  این منطقه توسط دوربین استریو با وضوح بالا مدارگرد مارس‌اکسپرس در ۲۷ ماه فوریه حدود دوماه پیش هنگام فصل پاییز مریخ ثبت شده است.

انتهای پیام/