ساخت و شارژ باتری پایدار در مایکروویو

به گزارش سیناپرس، یک تیم پژوهشی با سرپرستی رابرت آرمسترانگ (Robert Armstrong)، شیمیدان برجسته دانشگاه سنت اندروز بریتانیا، گام های تازه و موثری برای بهبود بخشیدن به طیف مواد آندی موجود برای باتری های قابل شارژ سدیم یونی برداشته اند.

تحقیقات نشان از تولد نسلی نو از باتری ها دارد که می‌توانند رقیب بزرگی برای باتری‌های لیتیوم یونی بوده و از منابعی بسیار پایدارتر و ارزان‌تر مانند نمک ساخته شوند.

بر  پایه این پژوهش، آند موجود در باتری های لیتیوم یونی اغلب بر پایه کربن است. در حالی که یون‌های لیتیوم کوچک به خوبی در گرافیت قرار می‌گیرند، یون‌های سدیم بزرگ‌تر این قابلیت را دارا نیستند. به گزارش سیناپرس، مواد آندی جایگزین تحت بررسی شامل مولکول‌های حاوی گروه‌های آلی فعال ردوکس، از جمله کربوکسیلات‌ها، ایمین‌ها و آزو هستند. سنتز و ترکیب معمولاً شامل واکنش‌های مرسوم مبتنی بر ماده حل شونده است.

اما آرمسترانگ و تیم پژوهش او، در تلاش برای یافتن مسیری پایدارتر برای ایجاد واکنش در مواد این باتری ها با اجتناب از حلال‌های معمولی، به روش‌های دیگری روی آوردند. یکی از این موارد استفاده از مایکروویو بود. هدف این تیم ، ساخت مدل ترکیب آند سدیم نفتالین-2،6-دی کربوکسیلات (Na-NDC) به عنوان اصل اساسی بود. آنها نفتالین-2،6-دی کربوکسیلیک اسید و سدیم هیدروکسید را با مقدار کمی اتانول به عنوان ماده حلال در یک لوله مهر و موم شده در مایکروویو به هم زده و ترکیب کردند. نتیجه بسیار جالب و شگفت انگیز بود. پس از ده دقیقه واکنش کامل و مواد آند سرد و خشک شد.
به گزارش سیناپرس، در ادامه این پژوهش، Na-NDC برای قدرت الکتروشیمیایی مورد آزمایش قرار گرفت. در همین راستا، آرمسترانگ گفت: این باتری ها در حال حاضر به اندازه کافی خوب نیستند که بتوانند در دستگاه های مهم تجاری استفاده شوند، و مهمترین ایراد آن ها عمدتاً رسانایی الکترونیکی پایین است.

این بدان معناست که برای ساخت یک آند قابل استفاده، مقدار زیادی کربن رسانا باید اضافه شود که این منجر به تراکم کمترانرژی خواهد شد. آرمسترانگ امیدوار است که با توسعه مواد کامپوزیتی مختلف، این امر بهبود یابد. او همچنین درباره Na-NDC گفت: این باتری به خوبی مواد مشابهی که با روش‌های معمولی تهیه می‌شوند، کار می‌کند.
وی افزود: مزیت اصلی ساخت آندها با مواد آلی، قابلیت تغییر آسان آنهاست. آرمسترانگ اضافه کرد: محدوده بسیار وسیعی برای پیشرفت و ارتقای این محصولات وجود دارد. استفاده از روش هایی مانند مایکروویو و سنتز مکانیکی شیمیایی به پایداری باتر های حاصل می افزاید.

در ابراز نظری موازی، سرنا کوسن (Serena Cussen) پژوهشگر دانشگاه شفیلد، اعلام کرد: الکترودهای ارگانیک جایگزین بالقوه پایدارتری برای برخی از همتایان معدنی خود بوده که با نگرانی‌های زنجیره تأمین یا تأثیرات زیست‌محیطی مواجه هستند. به گزارش سیناپرس، وی گفت که چالش‌ های اصلی در مسیر ایجاد سنتز مایکروویو ، تولید در مقیاس بالا خواهد بود، اما معتقد است که مسیر استفاده از مایکروویو، چشم‌اندازی هیجان‌انگیز برای پایداری بیشتر در تولید محصولات ذخیره کننده انرژی خواهد بود.

مترجم: مهدی فلاحی پناه

 

No tags for this post.