محققان لابراتوار ملی پاسیفیك نورث وست در تلاش برای یافتن یك جایگزین مقرون به صرفه برای باتری های Li-ion، فرآیند كارآمد و مقرون به صرفه ای را شناسایی كردند كه امكان تولید باتری های ارزان قیمت، سازگار با محیط زیست و دارای عمر طولانی را فراهم می كند.
به گزارش گروه اخبار علمی ایرنا، باتری های Li-ion با استفاده از فرآیندی موسوم به Interaction كار می كنند. در این فرآیند یون های لیتیوم به فضای میكروسكوپی موجود بین الكترودهای باتری وارد می شوند. محققان در آزمایش خود قصد داشتند فرآیند مذكور را با استفاده از اكسید منگنز و روی اجرا كنند تا هزینه تولید باتری های قابل شارژ را كاهش دهند و تصور می كردند كه اتم های روی نیز مانند لیتیوم به فضای بین الكترودها وارد می شوند.
اما این فرآیند به شكل دیگری پیش رفت و به جای حركت یون های روی در بین الكترودها، یك فرآیند شیمیایی برگشت پذیر شكل گرفت كه مواد فعال آن به تركیبات دیگری بدل شدند. محققان با بررسی موضوع دریافتند كه در این فرآیند برگشت پذیر، اكسید منگنز با فوتون های مایع الكترولیت واكنش داده و ماده جدیدی موسوم به سولفات روی هیدروكسیل تولید می كند.
محققان با استفاده از این دانش به سراغ فناوری باتری های قدیمی رفتند كه با استفاده از اكسید منگنز و روی ساخته می شدند و طور وسیعی مورد استفاده قرار می گرفته اند. در این نوع باتری ها دو الكترود مثبت و منفی از جنس روی و اكسید منگنز درون الكترولیتی قرار می گرفتند كه ماده اصلی آن آب بود.
اما این نوع باتری های شیمیایی با وجود قیمت پایین همواره با این اشكال مهم مواجه بودند كه پس از چندبار شارژ مجدد، كارآیی خود را از دست می دادند. علت این موضوع تحلیل رفتن الكترود مثبت در جریان واكنش شیمیایی و نابود شدن فضای ذخیره انرژی در بود. محققان با استفاده از اطلاعاتی كه در جریان آزمایش به دست آوردند، یون های منگنز را به الكترولیت یك باتری قدیمی آزمایشی اضافه كردند.
در این باتری به ازای هرگرم اكسید منگنز، 285 میلی آمپر ساعت به ظرفیت ذخیره انرژی باتری افزوده شد و امكان شارژ مجدد باتری تا 5000 مرتبه با حفظ 92 درصد از ظرفیت اولیه آن، فراهم شد.
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامه‌ريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 2228
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!