طراحی باتری پروتونی

مهندسان ایرانی دانشگاه RMIT استرالیا اولین نمونه از باتری‎های پروتونی را ساختند که قابل شارژ، ارزان‎تر و حتی ایمن‎تر از باتری‎های لیتیم-یون بوده و با محیط زیست هم سازگاری دارد.

تیمی از محققان دانشگاه RMIT نوعی باتری پروتونی را تعبیه کردند که بسیار پاک‎تر از سایر باتری‎های موجود در بازار است. آقایان دکتر شاهین حیدری و سعید سیف محمدی در این تیم تحقیقاتی حضور داشتند. 

به گفته پروفسور جان اندروس (John Andrews) قدم بزرگی برای دست‎یابی به باتری‎های ارزان و سازگار با محیط زیست برای نسل آینده منابع انرژی تجدیدپذیر برداشته شده است.اگر بتوان مقیاس استفاده از این باتری‎ها را افزایش داد، قابلیت رقابت با باتری‎های لیتیم-یون موجود را خواهند داشت. 

باتری‎های لیتیم-یون نمونه‎های نوینی نسبت به باتری‎های پیشین هستند. اما به هرحال، به دلیل طبیعت آنها این نوع باتری‎ها خطرناک هستند. در اواخر سال 2016 و اوایل سال 2017 پدیده انفجار باتری‎های سامسونگ بسیار معروف شد. دلیل این امر ناشی از آن بود که اگر جداکننده‎ای که مانع از اتصال کوتاه در باتری می‎شود، آسیب ببیند، الکترودها بسیار به یکدیگر نزدیک خواهند شد و همین امر منجر به افزایش حرارت بسیار زیاد می‎گردد.

در این طراحی جدید، از الکترود کربنی برای ذخیره هیدروژن و تولید الکتریسیته استفاده شده است. با توجه به اینکه تحقیقات جهانی به سمت استفاده از منابع تجدیدپذیر برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‎ای و تغییرات آب و هوایی در حال حرکت است، نیاز به ذخیره انرژی نیز در حال افزایش است. در این بین، باتری پروتونی یکی از گزینه‎های نویدبخش در این راستا به شمار می‎رود. زیرا تأمین انرژی باتری‎ها از طریق پروتون بسیار اقتصادی‎تر است.

نحوه عملکرد باتری به این صورت است: کربن موجود در الکترود با پروتون‎های موجود در آب از طریق منبع تغذیه الکترون‎ها تشکیل پیوند می‎دهد. این پروتون‎ها از پیل سوختی برگشت‎پذیر عبور می‎کنند تا بتوانند مجدداً آب را تولید کنند و در ادامه مجدداً تولید انرژی صورت پذیرد.

کربن که منبع اولیه تأمین انرژی در این باتری پروتونی است، فراوان و ارزان است در مقایسه با هر دو نوع آلیاژهای هیدروژن و لیتیم که برای باتری‎های لیتیم-یون مورد نیاز هستند. محققان گزارش دادند که حداکثر ولتاژ باتری 2/1 ولت است و نشان دهنده این است که راه زیادی برای بهینه‎سازی این باتری وجود دارد. در هر صورت میزان انرژی به ازای جرم قابل مقایسه با باتری‎های لیتیمی موجود در بازار است.

از طرفی، از طریق این فرایند، بازده بیشتری از سیستم‎های هیدروژنی حاصل می‎شود. محققان اشاره کردند که توانسته‎اند به طور مؤثری میزان فقدان اانرژی در این باتری را حذف کرده‎اند. این مهندسان سعی دارند که افزایش مقیاس این تکنولوژی را انجام دهند و همچنین بازده آن را بهبود دهند و با استفاده از موادی نظیر گرافن، منجر به افزایش ولتاژ این باتری شوند. تحقیقات آینده با هدف تمرکز بر بهبود کارایی و دانسیته انرژی باتری به روش لایه نشانی نازک کربنی همچون گرافن صورت خواهد پذیرفت.

 

filereader.php?p1=main_c4ca4238a0b923820

 

filereader.php?p1=main_c81e728d9d4c2f636