کمپانی MIT در حال توسعه سوپر باتری لیتیوم یونی!

باتری‌های لیتیوم یون فوق سریع می‌توانند در آینده به شکل جامد باشند.

باتری لیتیوم یونی موبایل شما یا دیگر دستگاه‌ها ممکن است در نگاه اول مثل یک قطعه پلاستیکی تولید کننده انرژی به نظر برسد، اما اگر بخواهید آن را باز کنید و دقیق‌تر نگاه کنید، می‌بینید که مقداری مایع هم درون آن وجود دارد. این به آن دلیل است که بیشتر باتری‌های لیتیوم یونی از چندین بخش تشکیل شده‌اند: دو الکترود جامد که توسط یک غشای پلیمری ِتزریق شده با یک الکترولیت مایع یا ژل از هم جدا شده‌اند.

بر اساس تحقیقات جدید منتشر شده درمجله اَدوَنسد انرژی متریالز (Advanced Energy Materials)، امروز محققان کمپانیMIT بر این باورند که اولین گام‌ها را در توسعه باتری‌های لیتیوم یونی تمام جامد برداشته‌اند. به زبان ساده‌تر، این اساساً به معنای باتری‌هایی است که می‌توانند انرژی بیشتری ذخیره کنند و نیاز کمتری به پریز برق دارند. گزارش این تیم توسط دانشجویان فارغ التحصیل فرانک مک‌گرُگان و توشار سوامی به صورت مشترک تهیه شده است. آنها مکانیزم سولفیدهای لیتیوم را بررسی کرده‌اند که می‌تواند روزی به عنوان شکل پایدارتر و جامد جایگزین مایع الکترولیت شود.

تعویض الکترولیت‌های مایع با جامدات می‌تواند حرکت بزرگی باشد. باتری‌های تمام جامد احتمالاً می‌توانند نسبت به بسته‌های لیتیوم یون فعلی، انرژی بیشتری را در سطح بسته باتری ذخیره کنند. آنها همچنین ناپایدارتر خواهند بود، چون برای تشکیل دندریت‌ها، که برآمدگی‌های فلزی هستند که گاهی از طریق لایه‌های الکترولیت مایع رشد می‌کنند، احتمال کمتری وجود دارد.

تیم تحقیقاتی به دنبال آزمایش سختی شکنندگی سولفید بودند که وجودش به عنوان نقش ماده در باتری لیتیوم یون ضروری است. چون که اگر خیلی شکننده باشد و نتواند فشارهای ناشی از چرخش مداوم نیرو را تحمل کند، ممکن است ترک خورده و فضا را برای تشکیل همان دندریت‌ها باز کند.

با این حال، آنها با یک مانع مهم روبرو شدند: سولفید به قدری به شرایط اتاق حساس است که نمی‌شود روی آن در هوای آزاد آزمایش کرد. به منظور آزمایش این ماده، تیم محقق سولفید را در حمام روغن معدنی قرار دادند تا قبل از اینکه خواص مکانیکی آن اندازه گیری شود، واکنشی روی آن صورت نگیرد. این اولین آزمایشی بود که خواص شکنندگی سولفید لیتیوم را آزمایش کرد.

بعد از آزمایش، محققان به این نتیجه رسیدند که این ماده واقعاً تحت شرایط پر تنش، “مثل یک تکه شیشه شکننده” ترک می‌خورد.

به گفته کریستین وان ویلت، دستیار محقق کمپانی که در این تحقیق مشارکت داشته است، گفته می‌شود، دانش به‌دست‌آمده به تیم اجازه می‌دهد تا با «محاسبه میزان فشاری که ماده قبل از شکستگی می‌تواند تحمل کند»، باتری‌های جدیدی بسازند.

یکی از نویسندگان فرانک مک‌گرُگان با این موضوع موافق است. این شکل دقیق از سولفید، ماده جامدی نیست که بشود آن را به شکل باتری‌های لیتیوم یونی که امروزه استفاده می‌کنیم، درآورد. اما از آنجایی که تیم می‌تواند ویژگی‌های این ماده را مطالعه کند و سیستم‌های باتری جدیدی را پیرامون آن دانش طراحی کند، روزی می‌تواند پتانسیل استفاده از آن را پیدا کند.

منبع: Yahoo