گام جدید یک محقق ایرانی در ساخت باتری‌های بهینه‌تر
تاریخ انتشار: ۱۷ بهمن ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۰۳۴۹۶۳
به گزارش گروه علم و فناوری باشگاه خبرنگاران دانشجویی(ایسکانیوز)؛ محمد اسدی با کشف و درک شیمی مربوط به باتری‌های لیتیوم- هوا می‌تواند باتری‌های بهینه‌تری را طراحی کند که ظرفیت و قدرت آنها بسیار بسیار بیشتر از فناوری کنونی باتری‌های لیتیوم-یونی است.
طراحی این باتری‌های لیتیوم-هوا به گونه‌ای است که می‌توانند به ازای هر کیلوگرم یک کیلووات ساعت انرژی انباشت کند که این میزان چهار برابر بزرگ‌تر از یک باتری لیتیوم-یون است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
اسدی در آزمایش‌های خود قصد داشت که باتری‌ای با الکترولیت جامد بسازد که نسبت به باتری‌های الکترولیت مایع مزایای ایمنی و انرژی بیشتری دارد و به دنبال گزینه‌ای بود که با فناوری‌های کاتد و آندی که در باتری‌های لیتیوم- هوا توسعه داده است، سازگار باشد. از این رو ترکیبی از پلیمر و سرامیک را انتخاب کرد که جزو الکترولیت‌های جامد رایج هستند. اما این دو ماده جنبه‌های منفی هم دارند، ولی اسدی با ترکیب آنها متوجه شد که می‌تواند از رسانایی یونی بالای سرامیک و پایداری بالا و اتصال سطحی بالای پلیمر استفاده کند.
ساخت باتری های دمای پایین مخصوص ماموریت‌های مریخنتیجه تحقیقات او این امکان را فراهم آورد تا واکنش برگشت‌پذیر حیاتی که باتری را به کار می‌اندازد -تشکیل و تجزیه دی‌اکسید لیتیوم- با سرعت بالایی در دمای اتاق رخ دهد.
اسدی در آزمایش‌های بسیاری که انجام داده و در مقاله‌اش در ساینس توضیح داده، علم شیمی چگونگی وقوع این واکنش را تشریح می‌کند. او می‌گوید: در آزمایش‌ها دریافتیم که الکترولیت حالت جامد حدود 75 درصد از کل چگالی انرژی را تشکیل می‌دهد و این امر به ما نشان می‌دهد که فضای زیادی برای بهبود وجود دارد، زیرا ما معتقدیم که می‌توانیم این ضخامت را بدون به خطر انداختن عملکرد به حداقل برسانیم و این به معنی چگالی انرژی بسیار بسیار بالاست.
این آزمایش‌ها با همکاری دانشگاه ایلینوی شیکاگو و آزمایشگاه ملی آرگون انجام شد. اسدی قصد دارد برای تجاری‌سازی این باتری با شرکای صنعتی کار کند تا بتواند طراحی و مهندسی باتری را به سمت بهینه‌سازی بیشتر پیش ببرد.
اسدی می‌گوید: این فناوری پیشرفت بزرگی است و دریچه بزرگی از امکان را برای عرضه این فناوری‌ها به بازار باز کرده است.
باتری لیتیوم- هوا چیست؟باتری لیتیوم-هوا گونه‌ای از باتری‌های نوع دوم است که در آن از فلز لیتیوم در آند و اکسیژن هوا در کاتد استفاده می‌شود. این باتری‌ها می‌توانند ولتاژ اسمی تا ۲٫۹۱ ولت ایجاد کنند. باتری لیتیوم-هوا (Li-air) یک سلول الکتروشیمیایی است که از اکسیداسیون لیتیوم در آند و کاهش اکسیژن در کاتد برای القای جریان جریان استفاده می کند. جفت شدن لیتیوم و اکسیژن محیط از نظر تئوری می‌تواند منجر به سلول‌های الکتروشیمیایی با بالاترین انرژی ممکن شود.
در عمل، باتری‌های لیتیوم-هوا با انرژی خاص 6/12 مگاژول در کیلوگرم در سطح سلول نشان داده شده است. این مقدار تقریبا پنج برابر بیشتر از باتری یون‌لیتیوم تجاری است و برای کار با یک وسیله نقلیه الکتریکی ۲ هزار کیلوگرمی برای 500 کیلومتر با یک بار شارژ با استفاده از 60 کیلوگرم باتری کافی است. با این حال، قدرت عملیاتی و چرخه عمر این باتری‌ها قبل از یافتن جایگاه بازار به پیشرفت‌های چشمگیری نیاز دارد.
منبع: ایسکانیوز
کلیدواژه: اخبار روز باتری های لیتیوم باتری لیتیوم لیتیوم هوا آزمایش ها باتری ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.iscanews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسکانیوز» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۰۳۴۹۶۳ 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:
ساخت سامانه آب‌شیرین‌کن خورشیدی دستاوردی دیگر در کشور
به گزارش خبرگزاری صداوسیما، طراحی و ساخت سامانه نوین آب‌شیرین‌کن خورشیدی به روش رطوبت‌زنی - رطوبت‌گیری مجهز به پمپ حرارتی» عنوان طرح پژوهشی محمد بهشاد شفیعی، استاد دانشگاه صنعتی شریف است که با حمایت بنیاد ملی علم ایران در حال انجام آن است.
به گفته شفیعی، دانش‌آموخته دکتری مهندسی مکانیک از دانشگاه میشیگان درباره این طرح، روش‌های معمول نمک‌زدایی، مستلزم مصرف مقادیر زیادی انرژی به فرم الکتریکی یا حرارتی هستند و اغلب واحد‌های نمک‌زدایی که از این روش‌ها استفاده می‌کنند، به سوخت‌های فسیلی احتیاج دارند. حساس‌بودن نسبت به قیمت و ذخایر نفت و همچنین آسیب رساندن به محیط‌زیست، از اصلی‌ترین معایب استفاده از سوخت‌های فسیلی محسوب می‌شود.
وی ادامه داد: برای پرهیز از این مشکل، استفاده از فناوری‌های نمک‌زدایی بر پایه انرژی‌های تجدیدپذیر در سطح بین‌المللی مورد توجه قرار گرفته است.
انرژی خورشیدی فراوان‌ترین منبع انرژی دردسترس موجود در زمین است و سامانه های نمک‌زدایی خورشیدی با بهره‌بردن از کلکتور‌های خورشیدی برای تولید حرارت و صفحه های فوتوولتاییک برای تولید الکتریسیته، فرایند نمک‌زدایی را انجام می‌دهند.
این پژوهشگر در ادامه بیان کرد: نمک‌زدایی به روش رطوبت‌زنی - رطوبت‌گیری، یکی از کاربردی‌ترین فرایند‌های نمک‌زدایی در مقیاس کوچک است.
این روش دارای مزایای برجسته‌ای نظیر دمای کارکرد پایین، توانایی استفاده از انرژی خورشیدی، ساختار ساده و عدم نیاز به نیروی متخصص است.
وی ادامه داد: در حال حاضر، این روش در کشور‌های اروپایی و آفریقای جنوبی، صنعتی‌سازی شده است. از طرفی با افزایش هزینه انرژی، اهمیت استفاده بهینه از آن نیز بیشتر می‌شود.
امروزه به‌منظور استفاده بهینه از انرژی، ترکیب انواع مختلف سامانه های نمک‌زدایی با پمپ‌های حرارتی مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است؛ لذا پمپ‌های حرارتی جایگزین‌های مناسبی برای بازیابی حرارت از منابع مختلف در کاربردهای صنعتی، تجاری و خانگی است.
شفیعی تصریح کرد: هدف از انجام این پژوهش، بررسی تجربی یک سامانه نوین تلفیقی نمک‌زدایی رطوبت‌زنی - رطوبت‌گیری و پمپ حرارتی خورشیدی است که باتوجه‌به اهمیت آب در توسعه اقتصادی کشور ایران و نقش کلیدی آن در فرایند‌های تولید، لزوم انجام این تحقیق احساس می‌شد.
وی در پایان خاطرنشان کرد: باتوجه‌به اینکه هنوز در مراحل اولیه انجام این طرح قرار دارم، با چالش خاصی مواجه نشدم؛ اما این طرح، در تولید آب شیرین برای مصارف داخلی کاربرد دارد و با هزینه‌ای کمتر از مشابه خارجی در کشور می‌تواند تولید شود.
حریق گسترده انبار کالا در میدان مهارت + فیلم