روشی برای کاهش اتکای صنعت باتری سازی به فلزات کمیاب

به گزارش سیناپرس، یک گروه تحقیقاتی ژاپنی، با استفاده از عناصر ارزان قیمت، امکان سنتز مواد لازم برای ساخت الکترود باتری‌های موسوم به لیتیوم یون یا به اختصار LIB ها را نشان داده‌اند.

طبق یافته های این کار تحقیقاتی، اگر این روش مورد بررسی بیشتری قرار گیرد، می تواند وابستگی به فلزات کمیابی مانند کبالت و نیکل را در صنعت باتری سازی کاهش دهد.

در حال حاضر، فلزات کمیاب به طور گسترده ای در ساخت باتری های لیتیوم یون مورد استفاده قرار می گیرند، چراکه ساختار بلوری مناسبی که مشتقات شیمیایی این فلزات دارند، آن ها را به عنوان اجزای کلیدی بخش کاتدی LIB ها مطرح کرده است.

اما دانشمندان مدت‌هاست که به دنبال راه‌هایی برای ترکیب سایر عناصر ارزان قیمت در ساختار کریستالی بوده‌اند تا وابستگی به فلزات نادر فوق را کاهش دهند.به گزارش سیناپرس، با این حال، همان طور که نمک طعام تنها تا حد مشخصی در آب حل می شود، حلالیت نمک های سایر عناصر نیز محدود است.

گروه تحقیقاتی موسسه تحقیقات مواد دانشگاه توهوکوی ژاپن برای غلبه بر این موضوع، استراتژی های متفاوتی را به کار گرفتند. به گزارش سیناپرس، آن ها با استفاده از انرژی حاصل از مفهومی به نام «آنتروپی پیکربندی» که حالت تصادفی یک ماده است، حلالیت عناصر تشکیل دهنده مواد الکترودی را گسترش دادند و از این طریق، مواد الکترود ترکیبی جدیدی را سنتز کردند.

این مواد که در آن ها از فلزاتی همچون آهن و منگنز استفاده شده است، به طور قابل توجهی استفاده از کبالت و نیکل را کاهش می دهند.

محققان می گویند: رویکرد جدید ما، پتانسیل سایر عناصری را که می توانند در صنایع باتری سازی مورد استفاده قرار گیرند، مورد توجه قرار داده و ما را قادر می‌سازد تا به لطف طراحی‌های جدید مواد انعطاف‌پذیر، چندین ویژگی الکترود را به‌طور همزمان بهینه کنیم.

آن ها افزوده اند: مواد سنتز شده با روش جدید حتی می توانند ایمنی باتری های لیتیوم یون ها را نیز بهبود بخشند. زیرا افزایش آنتروپی پیکربندی از نظر تئوری، میزان تثبیت مواد الکترودی را افزایش می‌دهد و به ایمنی کل باتری کمک می‌کند.

به گزارش سیناپرس، این یافته های علمی پژوهشی را نشریه معتبر انجمن شیمی آمریکا، ACS Applied Energy Materials منتشر کرده است.

مترجم:رها امیدوار

 

No tags for this post.