پژوهشگران چینی بهتازگی از یک باتری آبپایه و دوستدار محیطزیست رونمایی کردهاند که میتواند بیش از ۱۲۰ هزار چرخه شارژ را بدون خطر آتشسوزی طی کند. این فناوری صورت رسیدن به تولید انبوه میتواند جایگزینی ایمن برای باتریهای رایج لیتیوم-یونی در مقیاس صنعتی باشد.
تیمی از پژوهشگران «City University» هنگکنک و دانشگاه صنعتی «Southern University» چین موفق به توسعه یک باتری جدید مبتنی بر آب شدهاند که فاقد مواد سمی است. این فناوری که بر پایه ساختار آبنمک توفو (Tofu brine) طراحی شده، قادر است بیش از ۱۲۰ هزار چرخه شارژ را پشت سر بگذارد و خطرات مرتبط با اشتعال باتریهای لیتیوم-یونی را به همراه ندارد.
بر اساس مقاله منتشر شده توسط این تیم تحقیقاتی، سیستم جدید از الکترودهای آلی با الکترولیتهای خنثی و غیرسمی استفاده میکند. این ترکیب باعث میشود باتری از نظر ایمنی در سطح آبنمک معمولی طبقهبندی شود و پایداری بلندمدتی را در شرایط خنثی ارائه دهد.
ایمنتر از باتریهای لیتیوم-یونی
باتریهای لیتیوم-یونی که امروزه در بسیاری از دستگاههای الکترونیکی و خودروهای برقی استفاده میشوند، در صورت آسیبدیدگی مستعد آتشسوزی هستند. همچنین، این باتریها پس از طی کردن ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ چرخه شارژ با افت عملکرد مواجه میشوند و دفع ضایعات آنها چالشهای زیستمحیطی متعددی به همراه دارد.
در مقابل، باتریهای آبپایه ذاتاً غیرقابل اشتعال هستند و مواد سمی کمتری دارند. این ویژگیها فرآیند بازیافت آنها را سادهتر و ایمنتر میکند و امکان استفاده از مواد اولیه ارزانتر را فراهم میسازد.
غلبه بر محدودیتهای ولتاژ در باتریهای آبی
باتریهای مبتنی بر آب در گذشته با چالش افت عملکرد مواجه بودند، زیرا آب در ولتاژهای خاصی به هیدروژن و اکسیژن تجزیه میشود. با این حال، دستاورد جدید محققان چینی و ثبت ۱۲۰ هزار چرخه شارژ، یک پیشرفت قابلتوجه در این حوزه محسوب میشود.
برای درک بهتر این رقم، باید توجه داشت که شارژدهی باتری گوشیها معمولاً پس از ۸۰۰ چرخه افت میکند، باتری خودروهای برقی بین ۱۵۰۰ تا ۳۰۰۰ چرخه دوام میآورند و باتریهای پیشرفته شبکه توزیع برق طول عمری معادل ۶۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ چرخه دارند.
چالشهای تجاریسازی و کاربردهای احتمالی
ثبت بیش از صد هزار چرخه شارژ به این معناست که یک باتری آبپایه میتواند حداقل یک دهه بدون افت محسوس کار کند. این ویژگی برای کاربردهای ذخیرهسازی شبکه، مانند مزارع خورشیدی و بادی، بسیار ارزشمند است. با این حال، به دلیل چگالی انرژی پایینتر، این باتریها احتمالاً گزینه مناسبی برای استفاده در تجهیزات کوچک مانند گوشیهای هوشمند نخواهند بود.
انتقال یک فناوری از محیط آزمایشگاه به بازار تجاری نیازمند رفع چالشهای متعددی است و موفقیت این باتری به قابلیت تولید در مقیاس صنعتی، توجیه اقتصادی و عملکرد پایدار در شرایط محیطی واقعی بستگی دارد. در صورت رفع این موانع، فناوری جدید میتواند در پروژههای برقرسانی روستایی، سیستمهای پشتیبان دیتاسنترها و تاسیسات زیرساختی به عنوان یک راهکار پایدار و ایمن مورد استفاده قرار گیرد.
نتایج این پروژه در مجله Nature به چاپ رسید است.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت