نسل جدید باتری ها با الهام از روده انسان

 فناوری ساخت باتری های لیتیوم-سولفور، توان بالقوه بسیاری دارد و می تواند معادل پنج برابر باتری های لیتیوم یون امروزی، انرژی تولید کند. اما باتری هایی که با استفاده از این مواد بسیار فعال ساخته می شوند، به دلیل از دست رفتن موادمذکور در چرخه شارژ و تخلیه باتری، عمر کوتاهی دارند.

محققان کمبریج معتقدند با اضافه کردن یک مرحله جدید به چرخه کار باتری، مشکل عمر کوتاه آن را حل کرده اند. در باتری های لیتیوم- سولفور، الکترود مثبت (کاتد) باتری از جنس سولفور و الکترود منفی (آند) از جنس لیتیوم خالص است که علاوه بر عملکرد الکترود، منبع تامین یون های لیتیوم نیز محسوب می شود. بدین با خالی شدن باتری، الکترود منفی آن مصرف می شود و در طول شارژ باتری، حجم آن مجددا افزایش می یابد. اما در جریان این فرآیندهای شارژ و تخلیه انرژی، موادی موسوم به پلی سولفید تولید می شود که در الکترولیت باتری از بین می روند و در نتیجه با هر بار شارژ باتری بخشی از مواد فعال آن که به عنوان آند وکاتد عمل می کنند، از دست می رود و ظرفیت باتری کاهش می یابد.
محققان کمبریج برای حل این مشکل از اندامک های موجود در روده انسان موسوم به villi الهام گرفته اند.

این اندامک ها سطح روده را افزایش داده و در فرآیند جذب مواد غذایی در بدن موثر هستند. محققان با قراردادن قطعات بسیار کوچک سیم هایی از جنس اکسید روی در کاتد باتری، عملکرد villi را شبیه سازی کرده اند. بدین ترتیب با افزایش سطح کاتد، یک پیوند شیمیایی قوی بین پلی سولفیدها برقرار شده و از حل شدن آن ها در الکترولیت ممانعت می شود. این فرآیند مشکل کاهش ظرفیت باتری را به طور کلی حل می کند. با وجود این هنوز راه درازی تا تجاری شدن این فناوری باقی مانده است.به گزارش ایرنا از ساینس، گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Advanced Functional Materials منتشر شده است.

No tags for this post.