فعال در 70- درجه سلسیوس!

محققان چینی نوعی باتری لیتیمی ساختند که در دمای 70- درجه سلسیوس کار می‎کند. بسیار سردتر از دمایی که باتری لیتیم-یون، توانایی ذخیره و هدایت انرژی را از دست می‎دهد. این کشفیات می‎توانند برای نقاط بسیار سرد کره زمین باشند.

با وجود اینکه می‎توان از باتری‎ها در محیط‎های سرد استفاده کرد اما محدودیت‎هایی نیز وجود دارند. اغلب باتری‎ها 50% کارایی بهینه خود را در دمای 20- درجه سلسیوس آزاد کرده و در دمای 40- درجه نیز فقط 12% ظرفیت خود را در دسترس قرار می‎دهند. این عامل باعث محدودیت کارکرد باتری‎های لیتیم-یون در فضا می‎شود که دما به 157- درجه افت کرده و حتی در بخش‎هایی از کانادا و و روسیه نیز دمای هوا به زیر 50- درجه می‎رسد.

در حال حاضر، تیمی از محققان نوعی باتری ساختند که در شرایطی که سایر باتری‎ها کار نمی‎کنند، ولی باز هم به فعالیت خود ادامه می‎دهند.

وقتی باتری سرد می‎شود، الکترولیت‎های رایج اِستری که به طور معمول در باتری‎های لیتیم-یون استفاده می‎شوند، به هادی‎های آهسته‎ای تبدیل شده و واکنش‎های الکتروشیمیایی که در سطح الکترولیت و الکترود رخ می‎دهند، به سختی ادامه می‎یابند و در نتیجه باتری‎های لیتیم-یون در دمای بسیار سرد قادر به کارکرد نیستند و این مشکلی است که دائماً محققان را آزار می‎دهد.

این تیم از الکترولیت بر پایه اتیل استات استفاده کرد که نقطه انجماد پایینی داشته و آن را قادر می‎سازد تا در دماهای پایین، بار الکتریکی را انتقال دهد. برای الکترودها نیز از ترکیبات آلی استفاده شد: پلی تری‎فنیل آمین (PTPAn) به عنوان کاتد و 8,5,4,1-نفتالن تتراکربوکسیلیک دی آنیدرید (NTCDA) پلی ایمید (PNTCDA) به عنوان آند. ضمناً فرایندهای شارژ-دشارژ مطابق باتری‎های لیتیم-یون نخواهند بود. لذا با استفاده از این مواد، می‎توان باتری شارژپذیری ساخت که در دمای 70- درجه قابل کارکرد است.

سایر محققان از روش‎هایی نظیر استفاده از افزودنی برای افزایش حرارت باتری و یا الکترولیت حاصل از میعانات گازی استفاده کردند که با افزایش وزن باتری مواجه می‎شد اما این راه حل در مقایسه با تلاش‎های پیشین بسیار کارامدتر است.
برخلاف الکترودهای حاوی فلزات واسطه که در باتری‎های لیتیم-یون رایج استفاده می‎شوند؛ مواد آلی، فراوان و ارزان هستند و از طرفی، برای طبیعت خطرآفرین نیستند. قیمت اینگونه الکترودها تقریباً یک سوم قیمت الکترودهای باتری‎های رایج لیتیم-یون است. البته انرژی ویژه این نمونه باتری‎ها در مقایسه با باتری‎های تجاری پایین است و نیاز به تحقیقات بیشتر برای بهبود این پارامتر احساس می‎شود.

filereader.php?p1=main_10a7cdd970fe135cf

منبع مطلب