×
  • ورود ثبت نام فراموش کرده ام

آخرین اخبار داخلی و خارجی

نانوکامپوزیت‎های گرافنی توربوشارژ در باتری‎های لیتیومی
اخبار خارجی 19 فروردین 130

نانوکامپوزیت‎های گرافنی توربوشارژ در باتری‎های لیتیومی

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

با توجه به اهمیت باتری‎های لیتیوم-یون در دستگاه‎های پرمصرف امروزی، دانشمندان توانسته‎اند با استفاده از نانوکامپوزیت‎های گرافنی در آند این باتری‏ها، چگالی انرژی را افزایش داده و زمان شارژ را کاهش دهند.

باتری‎های لیتیوم-یون در تلفن‎های همراه، تبلت‎ها و ماشین‎های برقی استفاده می‎شوند و دارای اهمیت فراوانی هستند. ظرفیت ذخیره‎سازی و چگالی قدرت آن‎ها به‌مراتب بالاتر از سایر باتری‎های شارژی ا‎ست. علی‌رغم پیشرفت‎های صورت گرفته، باتری گوشی‎های هوشمند تنها به‌اندازه یک روز دوام دارد و ماشین‎های الکتریکی نیز به ساعت‎ها شارژ نیاز دارند. ازاین‌رو دانشمندان به دنبال یافتن راهی برای بهبود چگالی قدرت و سرعت شارژ باتری‎ها هستند.

دینا فتاخوا از موسسه تحقیقاتی انرژی و اقلیم بیان کرد: "یک عامل مهم، مواد آندی در باتری است. اصولا آندها بر پایه دی‌اکسید قلع، ظرفیت بیشتری دارند بنابراین قادرند انرژی بیشتری نسبت به آندهای کربنی که در حال حاضر نیز استفاده می‎شوند، ذخیره کنند. آن‎ها توانایی جذب یون لیتیوم بیشتری دارند. با این حال، استفاده از اکسید قلع خالص ثبات چرخه بسیار ضعیفی را در باتری نشان می‎دهد، به‌طوری‌که به‌مرور باعث کاهش توانایی ذخیره‎سازی باتری شده و تنها چند بار می‎توان آن‎ها را شارژ کرد. حجم آند با هر بار شارژ و دِشارژ شدن نیز تغییر می‎یابد که منجر به از بین رفتن آن می‎شود."

یک راه‎حل برای این مشکل مواد هیبریدی یا نانوکامپوزیت‎ها هستند. دانشمندان ماده‎ای حاوی نانوذرات اکسید قلع غنی شده با آنتیموان، روی لایه گرافنی تهیه کرده‎اند که لایه گرافن به پایداری ساختاری و رسانایی مواد کمک می‎کند. ذرات اکسید قلع اندازه‎ای کمتر از سه نانومتر دارند و به‌صورت مستقیم روی گرافن رشد می‎کنند. سایز کوچک ذره و همچنین تماس مناسب بین آن و لایه گرافن، تلرانس آن را به تغییرات حجم اصلاح کرده و در نتیجه سل لیتیومی پایدارتر شده و دوام بیشتری دارد.

 

سه برابر انرژی بیشتر در یک ساعت

"غنی‎سازی نانوذرات با آنتیموان، رسانایی بالای آن را تضمین می‎کند و باعث می‎شود تا آند خیلی سریع‌تر عمل کند. به‌عبارت‌دیگر می‎تواند انرژی را یک و نیم برابر بیشتر از آندهای گرافیتی معمول و تنها در مدت یک دقیقه ذخیره کند."

"قبلا چنین چگالی‎های انرژی‎ بالایی تنها با سرعت‎های شارژ پایین به دست می‎آمد و در صورت سریع بودن چرخه‎های شارژ، ظرفیت باتری کاهش می‎یافت اما آندهای دوپ شده با آنتیموان، 77 درصد از ظرفیت اولیه خود را حتی بعد از 1000 دور شارژ حفظ می‎کنند."

"آندهای نانوکامپوزیتی را می‎توان با روشی آسان و مقرون به‌صرفه تهیه کرد." دینا فتاخوا در آخر بیان کرد: "امیدواریم که دستاورد ما مسیری را برای باتری‎های لیتیوم-یونی با چگالی انرژی بالا و زمان شارژ کوتاه باز کند."

با پیشرفت و همه‎گیر شدن روز افزون استفاده از لوازم الکتریکی، می‎توان به ارزش این موضوع پی برد؛ بنابراین انتظار می‎رود در داخل کشور نیز جهت هماهنگ شدن با علم روز، پروژه‌ها و سرمایه‎گذاری‎ها به شکلی هدفمند در این مسیر قرار گیرد.

منبع: nanoindustry.ir

نظـــرات