محققان توانستند با استفاده از شن، باتری های لیتیوم-یون ارزان قیمت و سازگار با محیط درست کنند. این باتری ها می توانند 3 برابر بهتر و فراتر از باتری های امروزی عمل کنند. برای اطلاع از چگونگی مراحل انجام کار با ما همراه باشید.
محققان دانشگاه کالیفرنیا باتری لیتیوم یونی ساخته اند که از استانداردهای صنعتی کنونی 3 برابر بهتر عمل می کند. این باتری با استفاده از شن ساخته شده است.
Zachary Favors از اعضای تیم سازنده این باتری در مورد عملکرد آن گفته است:
این یک باتری ارزان قیمت، غیر سمی و سازگار با محیط زیست است که عملکرد بسیار خوبی نیز در تولید ولتاژ دارد.
ایده ساخت این باتری 6 ماه پیش به ذهن زاخاری خطور کرد. درست زمانی که او روی شن های ساحل دراز کشیده بود. او با از نزدیک دیدن شن های ساحل به خاطر آورد که آن ها منابع اصلی کوارتز و دی اکسید سلیکون هستند.
زاخاری تحقیقاتش را با هدف ساخت باتری های لیتیوم-یون بهتر برای استفاده در دستگاههای الکترونیکی و ماشین های الکتریکی آغاز کرد. او تمرکزش را بر روی ساختار جدیدی از آند یا قطب منفی باتری متمرکز کرد. در حال حاضر گرافیت ماده استاندارد برای تولید این آند ها است.
اخیراً پژوهشگران به دنبال جایگزینی آند های نانو سیلیکونی به جای آند های گرافیتی هستند. اما به دلیل ناپایدار بودن نانو سیلیکون ها این امر تا به کنون میسر نشده است.
اما زاخاری فاورز برای حل هر دو مشکل راهکارهایی داشت. او ابتدا تحقیقاتش را برای یافتن شن هایی با درصد بالای کوارتز آغاز کرد و توانست در منطقه ای در غرب دالاس آنچه می خواست را پیدا کند. به آزمایشگاه خود در دانشگاه کالیفرنیا بازگشت و شن های بدست آمده را تا ابعاد نانومتر ریز کرد و با انجام چند عمل خالص سازی مشاهده کرد که رنگ شن ها از قهوه ای به سفید روشن تغییر کرد.
او سپس توانست نمک و منیزیم موجود در ماده بدست آمده را هم جدا کند. ماده را در معرض مستقیم گرما قرار داد و مشاهده کرد که با استفاده از نمک به عنوان جاذب گرما و منیزیم برای جدا کردن اکسیژن از کوارتز، سلیکون خالص بدست آمد.
اعضای دیگر این تیم پس از انجام آزمایشات متعدد توانستند سلیکون خالص را به صورت یک ساختار 3 بعدی اسفنج مانند در بیاورند. این ساختار دارای حفره های متعددی است که همین موضوع سبب شد باتری های ساخته شده عملکرد فوق العاده ای داشته باشند. علاوه بر این، ساختار جدید مشکل ناپایدار بودن سیلیکون خالص را هم برطرف کرد.
این ماده جدید برای ساخت آند در باتری ها به کار برده شد و موجب شد طول عمر این باتری ها تا 3 برابر افزایش پیدا کند. به دلیل این افزایش عمر، استفاده از آن ها در صنعت بسیار به صرفه خواهد بود. میزان انرژی بدست آمده در این باتری نیز 3 برابر باتری های با آند گرافیت است، به این معنی که گوشی ها و تبلت ها می توانند 3 برابر مدت کنونی شارژ را در خود نگه دارند.
تیم سازنده اکنون قصد دارد باتری هایی در اندازه بزرگتر و برای استفاده در گوشی های تلفن همراه تولید کند.
نتایج این تحقیقات در مقاله ای در مجله معتبر Nature به چاپ رسیده است.
منبع: Ucrtoday
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت