کارآمدترین باتری های سال 2019 - آریا بلاگ

به گزارش گروه رسانه های خبرنگاران، بسیاری از افراد یک جامعه از جمله خودروسازان، فراورینمایندگان لوازم الکترونیکی و همه کسانی که از محیط زیست مراقبت می نمایند، به پیشرفت باتری ها وابسته هستند. در امسال، باتری های گوناگونی ارائه شده اند که می توانند وسایل نقلیه الکتریکی را در 10 دقیقه شارژ نمایند، نوعی دیگر از باتری ها می توانند به جذب دی اکسید کربن از هوا بپردازند و خبرها حاکی از آن هستند که قرار است بزرگترین باتری دنیا حتی بزرگتر از اندازه کنونی آن گردد .

در این گزارش، به معرفی جالب ترین باتری های سال 2019 می پردازیم .

وقتی دمای شارژ بالا می رود

باتری های لیتیوم- یونی که ابزار متحرک و وسایل نقلیه کنونی را شارژ می نمایند، هنگام شارژ کردن در دمای خاصی باقی می مانند. در غیر این صورت، خطر آسیب دیدن ابزار و کاهش طول عمر آن وجود دارد اما اگر بتوان این کار را به صورت ایمن انجام داد، امکان رسیدن به شارژ بیشتر در دمای بالاتر فراهم می گردد و ابزار مورد نظر نیز کارآیی بهتری خواهد داشت .

گروهی از پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا (Penn State) در ماه اکتبر، از باتری جدیدی رونمایی کردند که می تواند گرما را جذب کند. این باتری می تواند پیش از رخ دادن اثرات زیان آور دمای بالا، به سرعت خنک گردد .

این باتری، از یک ورقه نازک نیکل ساخته شده که به قطب منفی آن متصل است و یاری می نماید تا باتری به محض جریان الکترون ها در آن، گرم و سپس دوباره به سرعت خنک گردد. این روش به پژوهشگران امکان داد تا باتری را در دمای بالا شارژ نمایند. پژوهشگران باور دارند که این باتری، کارآیی بسیار بالایی دارد و می تواند یک خودروی الکتریکی را فقط در 10 دقیقه شارژ کند .

شارژ باتری با دی اکسید کربن

پژوهشگران دانشگاه ام.آی.تی (MIT) در ماه اکتبر، نوعی باتری را به نمایش گذاشتند که می تواند دی اکسید کربن را از هوای محیط جمع آوری کند. در این باتری، از الکترودهایی استفاده شده که توانایی جذب مولکول های دی اکسید کربن را برای آن فراهم می نمایند. این فرآیند، هنگام شارژ باتری صورت می گیرد و تا زمان پر شدن الکترودها از دی اکسید کربن ادامه پیدا می نماید .

باتری با قابلیت چندین بار شارژ

کوشش برای طراحی باتری های جدید و بهتر، به آنالیز عناصر جدید بستگی دارد و یکی از این عناصر که همچنان مورد آنالیز دانشمندان واقع شده است، دی اکسید کربن است. تراکم انرژی باتری های مبتنی بر لیتیوم- کربن دی اکسید، هفت برابر بیش از باتری های لیتیوم- یونی است اما ابداع یکی از انواع این باتری ها که قابلیت چندین بار شارژ را داشته باشد، تاکنون سخت بوده است .

دانشمندان دانشگاه ایلینوی در شیکاگو (UIC) در ماه سپتامبر، راهکار این مشکل را پیدا کردند. آنها برای نخستین بار، یک باتری مبتنی بر لیتیوم- کربن ی اکسید ارائه دادند که قابلیت شارژ دوباره به صورت کامل را دارد. در ساخت این باتری، از ورقه های نانو استفاده شده که به همراه یک الکترولیت هیبریدی متشکل از مایع یونی و دی متیل سولفواکسید، روی یک کاتد قرار گرفته اند. این گونه ترکیب مواد، از تجمع کربن روی کاتالیزگر پیشگیری می نماید و به باتری امکان شارژ دوباره را می دهد .

باتری و سیلیکون

منابع تجدیدپذیری مانند باد یا خوشید می توانند نیروی قابل توجهی فراوری نمایند اما ذخیره نیروی آنها برای استفاده های بعدی، به مهارت بالایی احتیاج دارد. یک استارتاپ استرالیایی موسوم به کلایمت چنج تکنولوژیز (Climate Change Technologies) در ماه آوریل، راهکار جدید و کارآمدی را معرفی کرد که نسبت به دیگر گزینه های استاندارد ذخیره نیرو، موثرتر است. این استارتاپ، نخستین باتری حرارتی دنیا موسوم به تد (TED) را ارائه داد. این باتری می تواند از هر منبع الکتریسیته ای تغذیه گردد و از الکتریسیته برای ذوب کردن سیلیکون داخل یک محفظه عایق استفاده کند .

یکی از پیشرفت های بزرگ این سیستم، این است که سیلیکون مانند لیتیوم، از بین نمی رود. این استارتاپ در آزمایش های اجرا شده روی تد نشان داد که این باتری، هیچ نشانه ای از آسیب پذیری ندارد و حتی انتظار می رود که طول عمر آن، تا 20 سال یا بیشتر باشد .

افزایش تراکم انرژی در باتری

باتری های لیتیوم- یونی می توانند هنگام حضور کاربر در بیرون از خانه، انرژی کافی را برای روشن نگه داشتن تلفن همراه یا لپ تاپ تامین نمایند اما هنگام سفر همواره با محدودیت هایی رو به رو هستند. دلیل محدودیت این است که تراکم انرژی باتری ها در خودرو یا هواپیما، با توجه به منابع قدیمی سوخت ارائه شده است .

پژوهشگران دانشگاه دیکن (Deakin University) استرالیا در ماه گذشته، از باتری جدیدی رونمایی کردند که می تواند این مشکل را رفع کند. این باتری، از پلیمرهای تجاری ساخته شده که در دسترس قرار دارند و می تواند نخستین نمونه واضح و کارآمد انتقال لیتیوم- یون را به نمایش بگذارد .

بزرگ و بزرگتر شو!

شرکت تسلا (Tesla) در سال 2017 ، قراردادی را امضا کرد که قرار شد طی آن، بزرگترین باتری لیتیوم- یون را ارائه دهد و تاکید نمود این باتری که در استرالیای جنوبی ساخته می گردد، با ظرفیت 100 مگاوات و خروجی تا 129 مگاوات بر ساعت، بزرگترین منبع ذخیره سازی باتری لیتیوم- یونی در دنیا خواهد بود .

اکنون دولت استرالیا، به توافق دیگری با تسلا رسیده است تا 64.5 مگاوات بر ساعت انرژی دیگر نیز به ظرفیت این باتری اضافه کند و خروجی آن را نیز به 50 مگاوات برساند تا اندازه بزرگترین باتری دنیا تا حدود 50 درصد افزایش یابد. زمان ارتقاء این باتری، برای اواسط سال 2020 برنامه ریزی شده است .

منبع:ایسنا