شارژ کامل باتری در کمتر از ۳۰ ثانیه

این چیزی است که همیشه آرزوی آن را داشته‌ایم!
شارژ باتری در کمتر از ۳۰ ثانیه
با رویکردی تازه در ساخت باتری با الکترولیت‌های بر پایه‌ی آب ، می‌توان دستگاههای ذخیره انرژی را در ۲۰ ثانیه از حالت خالی، بطور کامل شارژ کرد! این ایده‌ای بسیار خوب برای دستگاههای الکترونیکی که باید بطور مداوم شارژ شوند، است.

چنین ایده‌ای تازه نیست، تلاشهایی نیز پیش از این انجام شده و دستگاههایی ساخته شده بود، ولی توان آن باتری‌ها و طول عمرشان کم بود.

 

دستگاههای ذخیره انرژی باید دارای این ویژگی‌ها باشند: کوچک باشند، توان بالا و طول عمر زیاد داشته باشند، به تندی شارژ شوند، و همچنین دوستدار زیست‌بوم باشند. 

 

ذخیره انرژی بر پایه الکترولیتهای پایه آب (و نه مایع‌های دیگر که یا سمی هستند و یا آتش‌دوست هستند) می‌توانند پاسخگوی این ویژگیها باشند به عنوان گزینه‌هایی ایمن و مطمین، همیشه مورد توجه بوده‌اند.

 

با اینکه این باتری کمتر از باتری‌های لیتیومی آتش‌پذیر می‌باشد، و شاید بتوان گفت از آن باتری‌ها ارزان‌تر خواهد بود، ولی روش جابجایی الکترون‌ها توسط محلول، چالش جدی تازه‌ای دارد.

 

یک سلول باتری با جابجایی الکترونها میان  دو الکترود کار می‌کند. اگر الکترولیت آبکی (بر پایه‌ی آب) باشد، دامنه ولتاژ در مقایسه با حلا‌های دیگر کمتر است، و در نتیجه، الکترود آند با سرعت بیشتری مصرف می‌شود و عمر باتری کوتاهتر میشود.

 

به همین دلیل پژوهشگران انجمن پیشرفته علوم و فناوری کشور کره (KAIST) روش ساخت دستگاههای «خازن هیبرید بر پایه‌ی آب» یا AHC را بهبود داده و جهشی در این زمینه انجام داده‌اند.

 

خازن‌های هیبریدی، ترکیبی از خازن و باتری هستند. الکترودها برق را به صورت الکتروشیمیایی و شارژ الکترواستاتیک در خود ذخیره می‌کنند.

 

با افزودن یک "محلول پایه‌آب یون‌دار" به فضای میان دو الکترود، می‌توان جریان را برقرار کرد. 

 

این پژوهشگران برای رفع کمبودهای خازنهای AHC موجود این گامها را برداشتند:

 

  • در بخش الکترود آند، به جای هادی‌های فلزی سنتی، پلیمرهای بر پایه‌ی گرافن را به کار گرفتند. 


  • کاتد را نیز با تاباندن ذرات نانو از جنس اکسیدفلزی ساختند.

 

شبکه ریز فیبرهای کربنی به افزایش چشمگیر در بازدهی جابجایی الکترون‌ها از آند به محلول می‌انجامد، جوری که چگالی توان باتری‌ها را در مقایسه با باتری‌های دیگر، ۱۰۰ برابر افزایش می‌دهد، در حالی که ظرفیت باتری را تا ۱۰۰هزار بار شارژ حفظ می‌کند. 

 

و اینکه آندهای تازه در داخل محلول مایع هستند و در ۲۰ ثانیه از صفر تا ۱۰۰ شارژ کامل را انجام می‌دهند. 

 

و اینها بدون هیچ هزینه‌ای بر ایمنی و قیمت باتری است.

 

این باتری‌ها همچنین می‌توانند با سلول‌های فتو_ولتاییک یا دیگر منبع‌های کوچک تولید برق  نیز جفت شوند. 

 

هنوز تا اینکه این باتری‌ها بتوانند با باتری‌های لیتیومی بازار رقابت بکنند، زمان زیادی مانده است ولی بدون شک این باتری‌های ارزان که از پس شرایط دشوار ایمنی برآمده و آتش نمی‌گیرند، جای خودشان را در بازار آینده پیدا خواهند کرد. 

 

کوتاه شدن زمان شارژ نیز امتیاز برتر این باتری‌ها است، چرا که سالهاست در انتظار  باتری‌هایی که زود شارژ بشوند، مانده‌ایم. 

 

ماده‌ی شگفت‌انگیز گرافن امیدهای ما را زنده نگاه می‌دارد، شرکت سامسونگ توانسته با به‌کارگیری گرافن در تلفن‌های همراه نشان بدهد که شارژ کامل در ۱۲ دقیقه انجام شدنی است.

 

با افزودن خازنها به باتری‌ها، همانند رویکرد گفته شده در این خبر، می‌توان در کمتر از زمانی که جمله‌ی «من فقط یک‌درصد شارژ دارم، بهت زنگ میزنم» را می‌گوییم به شارژ کامل گوشی برسیم!

 

این پژوهش در مجله Advanced Energy Materials  چاپ شده است. 

لینک منبع خبر:

This New Kind of Battery Can Be Fully Charged in Less Than 30 Seconds

۱۲ اسفند ۱۳۹۶
ساینس آلرت |

اگر این خبر را پسندیدید "خوش خبریم" را به ۲ نفر از دوستانتان معرفی کنید : ارسال این خبر به دوستان

دیدگاه بازدیدکنندگان


تعداد کاراکتر باقیمانده: 500
نظر خود را وارد کنید