دانشمندان با باتری قابل شارژ جدید به اکتشافات متحول کننده بازی دست یافتند تا جایگزین لیتیوم یون شوند - و این می تواند هزینه برق را به شدت کاهش دهد.

مایک تیلور

شنبه، 30 مارس 2024، ساعت 5:00 صبح GMT + 3:30· 3 دقیقه مطالعه

68

دانشمندان با باتری قابل شارژ جدید به اکتشافات متحول کننده بازی دست یافتند تا جایگزین لیتیوم یون شوند - و این می تواند هزینه برق را به شدت کاهش دهد.

یک پیشرفت جدید در ساخت باتری می تواند هزینه تولید برق را به شدت کاهش دهد.

در مطالعه‌ای که در 20 مارس در Joule منتشر شد، محققان بررسی کردند که چگونه باتری‌های فلزی منگنز یکی از بهترین گزینه‌ها برای سبقت گرفتن از باتری‌های لیتیوم یونی معمولی هستند، زیرا دارای چگالی انرژی بالا و هزینه کم هستند، اما توسعه یک محصول موفق مانع شده است. با برهمکنش قوی بین منگنز و حلال هایی که حاوی اکسیژن هستند.

اگر به خرید یک خودروی الکتریکی فکر می کنید، کدام یک از این عوامل به احتمال زیاد شما را متقاعد می کند که این یک تصمیم هوشمندانه است؟

دیدن دوستان و خانواده در حال خرید خودروهای برقی

مشاهده اولین پاسخ دهندگان از خودروهای الکتریکی استفاده می کنند

مشاهده مشاغلی که از خودروهای الکتریکی استفاده می کنند

دیدن افراد مشهور در حال رانندگی با خودروهای الکتریکی

روی انتخاب خود کلیک کنید تا نتایج را ببینید و نظر خود را بیان کنید

محققان گفتند که گام‌هایی برای حل این مانع برداشته‌اند - ایجاد اولین باتری فلزی منگنز قابل شارژ غیرآبی با استفاده از یک الکترولیت با واسطه هالوژن برای فعال کردن آبکاری و جداسازی بسیار برگشت‌پذیر.

دانشمندان در طرح ادعای خود برای ارزش باتری های فلزی منگنز، گفتند منگنز در پوسته زمین فراوان است، در هوا پایدار است و "بزرگترین ظرفیت نظری حجمی را بر اساس خاصیت انتقال دو الکترون و چگالی بالا ارائه می دهد." منجر به قیمت پایین تولید و ذخیره سازی و "ماهیت انرژی به قیمت بالا" می شود. آنها همچنین گفتند که "پایین ترین قیمت را در میان آندهای فلزی که اغلب گزارش شده اند دارد."

با این حال، مطالعات قبلی که «به طور انحصاری بر روی سیستم‌های الکترولیت آبی» متمرکز شده‌اند، مشکلاتی را در مورد سازگاری آندها و الکترولیت‌های منگنز نشان داده‌اند .

محققان بیان کردند که آنها به سمت «سیستم‌های غیر آبی با پتانسیل دستیابی به راندمان رسوب/انحلال عالی منگنز و در عین حال قطبش پایین» هدایت می‌شوند، زیرا رسوب منگنز «به سختی می‌تواند» در سیستم‌های الکترولیت آبی بدون قطبش خارجی بزرگ رخ دهد.

اکنون تماشا کنید: قایق های خورشیدی بنیاد هانولد در آمازون تفاوت ایجاد می کنند

این تیم به رهبری وی چن از دانشگاه علم و صنعت چین، یک الکترولیت غیرآبی با واسطه هالوژن ایجاد کردند که از تشکیل دندریت روی آند جلوگیری می کند. طبق این مطالعه، این فناوری با منگنز "کاملاً سازگار" است و از واکنش عنصر با الکترولیت مانند یک محلول آبی جلوگیری می کند.

این باتری دارای راندمان انحلال و رسوب بیش از 90 درصد است و "می تواند بیش از 1000 ساعت چرخه پایدار داشته باشد."

نویسندگان نوشتند: «یون‌های منگنز... ساختار خوشه‌ای پل‌شده با هالوژن را ارائه می‌دهند، که کلید کاهش رسوب بیش از حد منگنز و اجتناب از واکنش‌های جانبی است، بنابراین چرخه پایدار باتری را تضمین می‌کند». "... باید توجه داشت که از آنجایی که [الکترولیت] پتانسیل مازاد آبکاری منگنز را به شدت کاهش داده است، این استراتژی با واسطه هالوژن همچنین می تواند الهاماتی را برای صنعت آبکاری فلزات برای افزایش کارایی انرژی ایجاد کند."

خلاصه بیان می کند که این توسعه "همچنین روی باتری های فلزی چند ظرفیتی دیگر روشن می شود."

این تنها یک مثال است که نشان می‌دهد تحقیقات باتری در حال افزایش است، زیرا حتی باتری‌های سیمانی نیز در نظر گرفته شده‌اند. یک گزینه قابل شارژ ممکن است فقط به "بتن عملکردی" منجر شود که می تواند LED های ساختمان ها، اتصالات اینترنتی و سایر اصول اولیه را تامین کند.

تیم های دیگر بر روی بهبود عمر باتری خودروهای الکتریکی متمرکز شده اند و شرکت هایی مانند Lyten در حال کار بر روی پایدارتر کردن باتری ها هستند.

https://www.yahoo.com/tech/scientists-game-changing-discovery-rechargeable-013000281.html