شارژ سریعتر خودروهای برقی با ماده جدید

در مطالعه قبلی، استفاده از ابرخازن ها (supercapacitors) به عنوان دستگاه ذخیره سازی انرژی برای دستگاه های الکترونیک قابل حمل، مورد بررسی قرار گرفته بود.     

اما مشکل اصلی در استفاده از ابرخازن ها این است که از آنها می توان تنها برای چرخه های شارژ / تخلیه شارژ سریع استفاده کرد و امکان استفاده از آنها برای ذخیره طولانی مدت انرژی وجود ندارد.

اکنون تیمی از محققان دانشگاه درکسل در فیلادلفیا (آمریکا)، ویژگی های یک ابرخازن را با باتری های سنتی با ظرفیت بالای ذخیره سازی انرژی، از طریق ماده ای به نام MXene ترکیب کردند.

برای ذخیره سازی شارژ در باتری، یون ها در پورت هایی به نام سایت های فعال ردوکس (redox active sites) نگه داشته می شوند. هرچه تعداد پورت ها بیشتر باشد، باتری می تواند انرژی بیشتری ذخیره کند.

(تصویر: Drexel University)

یون ها درعین حال باید امکان حرکت آزادانه برای رسیدن به پورت ها را داشته باشند. برای حرکت آزادانه یون ها در MXene، باید تغییراتی در ساختار آن ایجاد شود. محققان ساختار MXene را از طریق ترکیب آن با یک هیدروژل تغییر دادند.

یوری گوگوستی، محقق ارشد این مطالعه گفت: در این مطالعه، شارژ سریع در چند میلی ثانیه را با استفاده از الکترودهای نازک MXene نشان دادیم. این خاصیت ناشی از ویژگی رسانایی الکتریکی بالای MXene است. این دستاورد، مسیر را برای توسعه دستگاه های ذخیره انرژی فوق سریع که ظرف چند ثانیه شارژ / تخلیه شارژ می شود، هموار می کند.

گوگوستی خاطر نشان کرد: این مطالعه، این عقیده تعصب آمیز که ذخیره شارژ شیمیایی مورد استفاده در باتری ها همواره کندتر از ذخیره فیزیکی مورد استفاده در خازن های دو لایه الکتریکی (ابرخازن ها) است، را رد می کند.  

این دستاورد می تواند علاوه بر حل مشکل شارژ باتری های تلفن همراه، یکی از اصلی ترین چالش های پیش روی بازار خودروهای برقی را نیز برطرف کند.            

نتایج این دستاورد در مجله Nature Energy منتشر شد.

 

 

مترجم: معصومه سوهانی

منبع: sciencealert

No tags for this post.