یک گام مهم برای توسعه باتری های لیتیوم-گوگرد

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

دانشجویان آمریکایی سعی می کنند با یک طراحی جدید، باتری های لیتیوم-گوگرد را به پتانسیل کامل خود برسانند.

یک گام مهم برای توسعه باتری های لیتیوم-گوگرد

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

این گروه پژوهشی با ایجاد لایه‌های در باتری که ذخیره‌سازی انرژی را افزایش می‌دهد و مشکل باتری‌های سنتی گوگردی را می‌سازد که باعث ایجاد آنها می‌شود، سعی می‌کنند به پیشرفت‌هایی که برای گوگرد کمک کنند، تبدیل شود.

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

اینکات طراحی کننده باتری، یک الکترود مثبت حاوی گوگرد(د) را با یک الکترود منفی فلزی لیتیوم(آند) جفت می‌کند. در بین این اجزا، الکترولیت یا ماده‌ای است که به یکی از آنها امکان می‌دهد بین دو عبوری از باتری‌ها وجود داشته باشد.

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

بخوان  مشکلات صندوق پستی Exchange Online Microsoft Outlook در نهایت حل خواهد شد

باتری‌های اولیه لیتیوم-گوگرد، عملکرد خوبی ندارند، زیرا انواع گوگرد (پلی‌سولفیدها) در الکترولیت حل می‌شوند و باعث خرابی آن می‌شوند. این امر بر عمر باتری تأثیر منفی می‌گذارد و تعداد دفعاتی را که می‌توان باتری را شارژ کرد، کاهش داد.

پیش‌تر برای جلوگیری از بروز این مشکل تلاش می‌کند تا یک لایه میانی غیرفعال رادوکس را بین کند و آند قرار دهد اما این لایه محافظ، سنگین و متراکم است و ذخیره انرژی را کاهش می‌دهد. این یک مانع بزرگ برای تجاری سازی باتری های لیتیوم-گوگرد بوده است.

انتهای پیام



منبع

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

به گزارش ايسنا و به نقل از ساينمگ، باتری‌ها همه جا وجود دارند. از تلفن های همراه و ساعت های هوشمند گرفته شده تا وسایل نقلیه الکتریکی. بیشتر این دستگاه‌ها از باتری‌های شناخته‌شده لیتیوم-یون استفاده می‌کنند. مجموعه باتری‌های لیوم-یون از زمان معرفی اولیه برای راه‌اندازی راهپیمایی‌ها، اما معایب آشنایی با آنها دارند. از جمله طول عمر کوتاه، گرم شدن بیش از اندازه و چالش‌های مجموعه‌ای از مواد خام.

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

«ونکیان ژو» (Wenqian Xu)، دانشمند آزمایشگاه ملی آرگون و از پژوهشگران این پروژه گفت: نتایج این پژوهش نشان می‌دهند که یک لایه میانی رادوکس می‌تواند برای توسعه باتری لیتیوم-گوگرد مؤثر باشد. ما یک گام به دیدن این فناوری در زندگی روزمره خود نزدیک تر شده ایم.

بخوان  درمان ۱۰ دقیقه‌ای برای بازیابی بویایی مبتلایان به کوید-۱۹ طولانی