محققان آمریکایی، نوعی باتری سدیم- یون ابداع کرده اند که کم هزینه است و انرژی بیشتری را در خود ذخیره می کند.
به گزارش ایسنا و به نقل از ساینمگ، محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن "(WSU) و "زمایشگاه ملی شمال غربی پاسیفیک" (PNNL)، یک باتری سدیم- یون ابداع کرده اند که انرژی بیشتری را در خود نگه می دارد و به خوبی باطری های لیتیوم- یون کار می کند. این پژوهش میتواند یک باتری ساخته شده از مواد زیاد و ارزان را دردسترس قرار دهد.
نتیجه ارائه شده توسط محققان نشان می‌دهند که این باتری میتواند ظرفیتی مشابه باتری های لیتیوم- یون داشته باشد، با موفقیت شارژ دوباره شود و ۸۰ درصد شارژ خود را بعد از ۱۰۰۰ چرخه حفظ کند. دکتر "ایمر گیوک" (Imre Gyuk)، از محققان این پروژه اظهار‌کرد: ساخت این باطری، پیشرفت بزرگی در حوزه ساخت باتری های سدیم- یون به شمار می رود.
باتری های لیتیوم- یون معمولاً در همه جا موجود هستند و کاربردهای فراوانی دارند. از این باتری ها در فن آوری های گوناگونی من جمله تلفن های همراه، لپ تاپ ها و وسیله های نقلیه الکترونیکی استفاده می شود ولی ساخت این باتری ها با موادی مثل کبالت و لیتیوم صورت ميگیرد که کمیاب و پرهزینه هستند. همان گونه که تقاضا برای وسایل نقلیه الکتریکی و ذخیره الکتریسیته افزایش می یابد، به دست آوردن این مواد نیز دشوارتر می شود و هزینه تهیه آن ها نیز بالا می رود. بدین ترتیب، باتری های لیتیومی در برآوردن تقاضاهای روزافزون مربوط به ذخیره انرژی شبکه، مسئله ساز خواهند بود.
در مقابل، باتری های سدیم- یون از سدیم ساخته میشوند که ارزان، فراوان و بادوام هستند و میتوانند جایگزین خوبی برای ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ باشند ولی این باتری ها نمی توانند به اندازه باتری های لیتیومی، انرژی ذخیره کنند.
شارژ دوباره باتری های سدیم- یون برای ذخیره کارآمد انرژی نیز با دشواری هایی همراه است. مشکل اصلی بعضی از مواد کاتد این است که لایه ای از کریستال های غیرفعال سدیم روی سطح کاتد را پوشانده و جریان یون های سدیم را متوقف می کند و نهایتا باتری را از بین می برد. "جونهوا سونگ" (Junhua Song)، نویسنده ارشد این پژوهش اظهار‌کرد: چالش مهم برای باتری ها، هم تراکم بالای انرژی و هم عمر مفید است.
"یوئهه لین" (Yuehe Lin)، از محققان این پروژه اظهار‌کرد: پژوهش ما، ضرورت ارتباط میان تکامل ساختار کاتد و تعامل سطح با الکترولیت را آشکار می کند. نتیجه این پژوهش، بهترین نتایجی هستند که تا به حال در مورد یک باتری سدیم- یون با یک کاتد لایه ای گزارش شده اند و نشان می‌دهند که این یک فن آوری بادوام است و میتواند با باتری های لیتیوم- یون مقایسه شود.
محققان اکنون برای درک بهتر تعامل مهم میان الکترولیت و کاتد تلاش می کنند؛ در نتیجه مواد متفاوتی را بکار می برند تا طراحی باتری را بهبود ببخشند. آن ها تصمیم دارند نوعی باتری طراحی کنند که نیازی به کبالت که فلزی نادر و پرهزینه است، نداشته باشد.
سونگ ادامه داد: این پژوهش، راه را برای ابداع باتری های لیتیوم- یون کارامد هموار می کند و بینش هایی اساسی در خصوص تعامل کاتد و الکترولیت ارائه می دهد که شاید بتوان از آن ها برای ساخت کاتدهایی استفاده کرد که کبالت کمی دارند و یا بدون کبالت هستند. درصورتی که ما بتوانیم جایگزینی برای لیتیوم و کبالت پیدا کنیم، باتری های سدیم- یون میتوانند به رقیبی واقعی برای باتری های لیتیوم- یون تبدیل شوند.
این پژوهش، در مجله "ACS Energy Letters" به چاپ رسید.
- 13
- 2
