لیتیوم کربن

عملکرد اولین باتری قابل‌شارژ لیتیوم‌کربن هفت‌برابر بهتر از نمونه لیتیوم‌یونی است

دانشمندان موفق شدند اولین نمونه‌ی باتری لیتیوم‌کربن‌ را با قابلیت شارژ مجدد بسازند که بازده آن از باتری‌های لیتیوم‌یونی هفت‌برابر بهتر است.

باتری‌های لیتیوم‌دی‌‌اکسیدکربن سیستم‌های جالبی برای ذخیره‌سازی انرژی محسوب می‌شوند که چگالی انرژی بسیار زیادی دارند و درواقع، چگالی آن‌ها بیش از هفت‌برابر باتری‌های لیتیوم‌یونی موجود است. البته تاکنون دانشمندان نتوانسته‌اند نمونه‌ی اولیه‌ی کاملا قابل‌شارژی از این نوع باتری‌ها تولید کنند و تا‌به‌امروز، تنها ظرفیت فراوان ذخیره‌ی انرژی آن‌ها اثبات شده بود.

محققان دانشگاه ایلی‌نوی شیکاگو اولین‌بار موفق شدند باتری‌های لیتیوم‌کربن را بسازند که ساختاری کاملا قابل‌شارژ دارند. آن‌ها نمونه‌ی اولیه‌ی باتری لیتیوم‌کربن را تولید کردند که تا ۵۰۰ چرخه‌ی شارژ و دشارژ متوالی را متحمل شد. نتایج تحقیق اخیر به‌صورت مقاله‌ای در Advanced Materials منتشر شد.

امین صالحی‌خوجین، دانشمند ایرانی و استادیار مهندسی مکانیک و صنایع در دانشکده‌ی مهندسی دانشگاه ایلی‌نوی شیکاگو، درباره‌ی دستاورد جدید می‌گوید:

باتری‌های لیتیوم‌کربن از سال‌ها پیش توجه بسیاری را به خود جلب کرده‌اند. البته ازلحاظ عملی، تاکنون هیچ دستاوردی در ساخت نمونه‌ای کاربردی محقق نشده بود.

وقتی باتری لیتیوم‌کربن شارژ خود را از دست می‌دهد، لیتیوم کربنات و کربن تولید می‌کند. لیتیوم کربنات در چرخه‌ی شارژ بازیافت می‌شود؛ اما کربن در کاتالیزور انبار خواهد شد که درنهایت، به پایان عمر باتری می‌انجامد. علی‌رضا احمدی‌پریدری، دانشجوی دانشکده‌ی مهندسی دانشگاه ایلی‌نوی و نویسنده‌ی اول مقاله‌ی اخیر دراین‌باره می‌گوید:

جمع‌شدن کربن، نه‌تنها بخش‌های فعال کاتالیزور را مسدود می‌کند؛ بلکه تجزیه‌ی الکترولیت را هم در وضعیت شارژ به‌همراه خواهد داشت.

صالحی و همکارانش از مواد جدیدی در باتری دی‌اکسیدکربنی خود استفاده کردند تا لیتیوم کربتات و کربن به‌صورت هم‌زمان و با بازدهی درخورتوجه بازیافت شود. آن‌ها از مولیبدن دی‌سولفید به‌عنوان کاتالیزور کاتدی بهره بردند که در ترکیب با الکترولیت هیبریدی، کربن را در فرایند چرخش وارد می‌کند. ترکیب مواد جدید در آزمایش گروه محققان به‌جای چند ماده‌ی مجزا، از ماده‌ای کامپوزیتی استفاده می‌کند که فرایند بازیافت را هم با بازدهی بیشتر ممکن خواهد ساخت.

صالحی درادامه درباره‌ی ترکیب مواد جدید می‌گوید:

ترکیب مواد منحصربه‌فرد ما امکان ساخت اولین باتری لیتیوم‌کربن خنثی از کربن را فراهم می‌کند. باتری جدید بازدهی و طول عمر بسیار زیادی دارد و امکان استفاده در سیستم‌های ذخیره‌ی انرژی پیشرفته را خواهد داشت.

بخشی از تحقیق اخیر درباره‌ی باتری‌های لیتیوم‌کربن را وزارت انرژی آمریکا پشتیبانی می‌کند. در این وزارتخانه، دفتری اختصاصی برای انرژی‌های تجدیدپذیر و افزایش بازدهی انرژی فعالیت می‌کند. به‌علاوه، بنیاد ملی علوم آمریکا هم بخشی از کمک‌هزینه‌ی تحقیقات را متقبل شد.

قطعا تا تجاری‌شدن دستاوردهای دانشمندان در حوزه‌ی ساخت باتری‌های لیتیوم‌کربن زمان زیادی باقی مانده است. همچنین، هنوز نمی‌دانیم آیا می‌توان از محصولات نهایی در کاربردهای مخصوص مصرف‌کننده استفاده کرد یا خیر. به‌هرحال صرف‌نظر از آینده‌ی کوتاه‌مدت و بلندمدت، هرگونه پیشرفت در صنعت ساخت باتری می‌تواند امید به پیشرفت‌های کاربردی‌تر را در این حوزه افزایش دهد؛ حوزه‌ای که به گواه بسیاری از کارشناسان، با سرعت پیشرفت بخش‌های دیگر دنیای فناوری هماهنگ نبوده است.

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

راجع به این مطلب نظری دارید؟
نظرتان را برای ما بنویسید!

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *