۰۲ آذر ۱۴۰۳
به روز شده در: ۰۲ آذر ۱۴۰۳ - ۱۱:۵۴
فیلم بیشتر »»
کد خبر ۸۸۵۰۵۹
تاریخ انتشار: ۱۹:۴۰ - ۱۴-۰۱-۱۴۰۲
کد ۸۸۵۰۵۹
انتشار: ۱۹:۴۰ - ۱۴-۰۱-۱۴۰۲

دانشگاه تگزاس ای ‌اند ‌ام: باتری جدید با هدف کاهش وابستگی به لیتیوم

دانشگاه تگزاس ای ‌اند ‌ام: باتری جدید با هدف کاهش وابستگی به لیتیوم
آمریکا برای تامین اجزا کلیدی باتری های یون لیتیوم مانند لیتیوم و کبالت تا حد زیادی به واردات وابسته است و در صورت بروز و تشدید تنش های ژئوپلیتیکی، کل بخش در معرض خطر جدی قرار می گیرد.

عصر ایران - پژوهشگران دانشگاه تگزاس ای ‌اند ‌ام (Texas A&M) در آمریکا کار روی ساخت باتری های مبتنی بر آب و فاقد فلز را دنبال می کنند که می تواند در آینده به جای باتری های یون لیتیوم رایج امروزی برای طیف گسترده ای از کابردها استفاده شوند.

با توجه به تعهد کشورهای مختلف در جهان به کاهش انتشار کربن خود، باتری های یون لیتیوم هسته اصلی روند الکتریکی کردن بخش حمل و نقل را شکل می دهند. در شرایطی که آمریکا برنامه های بلندپروازانه ای برای حرکت به سمت این روش حمل و نقل پاک‌تر دارد، اما از کاستی های خود در این زمینه نیز به خوبی آگاه است.

آمریکا برای تامین اجزا کلیدی باتری های یون لیتیوم مانند لیتیوم و کبالت تا حد زیادی به واردات وابسته است و در صورت بروز و تشدید تنش های ژئوپلیتیکی، کل بخش در معرض خطر جدی قرار می گیرد. پژوهشگران دانشگاه تگزاس ای اند ام یکی از گروه هایی هستند که با پشتیبانی وزارت انرژی و بنیاد ملی علوم آمریکا به دنبال جایگزین هایی برای باتری های یون لیتیوم هستند.

باتری های مبتنی بر آب و فاقد فلز

جودی لوتکنهاوس و دنیل تابور، استاد و استادیار مهندسی شیمی در دانشگاه تگزاس ای اند ام، چند سالی است که روی باتری های مبتنی بر آب پژوهش می کنند. به گفته آنها، باتری های مبتنی بر آب و فاقد فلز مانند باتری های معمولی از یک کاتد، آند و یک الکترولیت تشکیل شده اند.

باتری مبتنی بر آب جدید می تواند به کاهش وابستگی به لیتیوم برای ذخیره انرژی کمک کند

اما تفاوت این است که الکترودها به جای فلز از جنس پلیمر هستند و الکترولیت مورد استفاده نیز ترکیبی از آب و نمک های آلی است. در این تنظیمات، باتری آتش نمی گیرد و الکترولیت مبتنی بر آب عامل کلیدی هدایت یون ها و ذخیره انرژی است. طی تعاملات خود با الکترودها، آنها می توانند متورم شوند که به از دست رفتن عملکرد منجر می شود.

پژوهشگران دریافته اند که پلیمرهای رادیکال غیر کونژوگه ردوکس (اکسایش کاهش) فعال، مواد ایده آل برای ساخت این الکترودها هستند زیرا دارای ولتاژ تخلیه بالایی هستند. با توجه به ماده مورد استفاده، تفاوت در ظرفیت ذخیره انرژی می تواند تا 1000 درصد باشد.

گروه پژوهشی دانشگاه تگزاس ای ‌اند ‌ام برای یافته های خود بر شبیه سازی و آنالیز محاسباتی متکی بوده و بینش هایی درباره ساختارها و پویایی شناسی در مقیاس مولکولی میکروسکوپی کسب کرده اند.

در برخی از آزمایش های انجام شده، پژوهشگران همچنین توانستند در مقایس ماکروسکوپی این که آیا کاتد در پیوند با نمک های خاص در الکترولیت بهتر عمل می کند یا خیر را با اندازه گیری غلظت های نمک و آب بررسی کنند.

پژوهشگران قصد دارند در آینده شبیه سازی های بیشتری را برای درک بهتر تئوری پشت طرز کار این باتری انجام دهند که سپس می توان از آن برای طراحی مواد بهتر برای ساخت آنها استفاده کرد.

این پژوهش در نشریه Nature Materials منتشر شده است.

ارسال به دوستان
ماشین انسان‌شویی ساخته شد! واژگونی اتوبوس در جاده زاهدان به زابل با ۲۸ حادثه‌دیده و ۴ مصدوم موز چسب‌ خورده روی دیوار ۶.۲ میلیون دلار در حراجی فروخته شد موشک‌های ویژه حزب‌الله فراتر از تل‌آویو را هدف قرار دادند/ انهدام تانک مرکاوای ارتش اشغالگر کدام سامانه مرجع اصلی اطلاعات مکانی و سکونتی افراد است؟ وزیر علوم: در چند سال اخیر، ۲۵ درصد از استادان دانشگاه مهاجرت کرده‌اند /بسیاری به خاطر معیشت می روند پیش بینی آب و هوا در هفته آینده/ آغاز بارش‌ ها از دوشنبه با ورود سامانه جدید تصویب ۱۲۴ هزار میلیارد تومان طرح برای محرومیت‌زدایی از سیستان و بلوچستان روزهای آفتابی تیم‌های ایتالیایی در زمستان اروپا دستگاه های کارت خوان اولیه چه شکلی بودند؟ (فیلم) تاریخ برگزاری کنکور ۱۴۰۴ معلوم شد فرمانده سابق نیروهای مسلح اوکراین: جنگ جهانی سوم رسماً آغاز شده است انتصاب یک قاضی برای بررسی پرداخت غرامت به قربانیان جنایات جنگی استرالیا در افغانستان «خطای کنکورد»؛ تله هزینه‌های هدر شده امروز با حافظ: دلِ عالمی بِسوزی چُو عِذار بَرفُروزی