جدیدترین اخبار
۲۹ بهمن ۱۳۹۶ ساعت ۱۲:۱۱ دانش و فناوری کد خبر :226972

باتری های لیتیوم یونی جدید سرعت شارژ هزار و قدرت دو هزار برابر دارند

باتری لیتیوم-‌یون جدیدی توسط محققان دانشگاه ایلینوی آمریکا طراحی شده که ۲۰۰۰ برابر قدرتمندتر از باتری‌های معمول است و ۱۰۰۰ برابر سریع‌تر شارژ می‌شود.

محققان دانشگاه ایلینوی شهر اوربانا تکنولوژی جدیدی در باتری لیتیوم-‌یون توسعه داده‌اند که ۲۰۰۰ برابر قدرتمندتر از باتری‌های مشابه است. به گفته‌ی محققان، این تنها یک گام تکاملی در تکنولوژی باتری نیست؛ بلکه این فناوری جدید قادر است قواعد گذشته ذخیره‌سازی انرژی را به‌کلی تغییر دهد و اجازه می‌دهد که ما کارهای مختلف و جدیدی انجام دهیم.

صرفه‌جویی در انرژی مهم‌ترین دغدغه‌ی تجارت در همه‌ی زمینه‌ها است. در حال حاضر می‌توان مقدار زیادی قدرت (وات) یا مقدار زیادی انرژی (وات ساعت) داشت؛ اما نمی‌توانیم هر دو را با هم داشته باشیم. ابرخازن‌ها ‌می‌توانند برای مدت‌زمان بسیار کوتاه قدرت عظیمی آزاد کنند. سلول‌های سوختی می‌توانند مقدار زیادی انرژی ذخیره کنند؛ اما به حداکثر توان خروجی خود محدود می‌شوند. این موضوع یک مشکل اساسی است؛ زیرا اکثر برنامه‌های کاربردی مدرن مانند فناوری‌های همواره در حال گسترش گوشی‌های هوشمند، رایانه‌های پوشیدنی، وسایل نقلیه الکتریکی و … نیاز به مقدار زیادی قدرت و انرژی دارند. باتری‌های لیتیوم‌-یون در حال حاضر بهترین راه حل برای کاربردهای نیازمند به قدرت و انرژی بالا هستند؛ اما هنگامی که طراحان صنعتی و مهندسان الکترونیک یک دستگاه جدید خلق می‌کنند، حتی بهترین نمونه‌های باتری لیتیومی با چالشی جدی و مهم مواجه می‌شوند.

نکته جالب توجه در باتری دانشگاه ایلینوی این است که تراکم قدرت بیشتری نسبت به ابر‌مخزن‌ها و چگالی انرژی مشابه باتری‌های نیکل-روی و لیتیوم-یون دارد. با توجه به اخبار منتشرشده از مطبوعات دانشگاه، باتری جدید با حجم ۳۰ برابر کوچک‌تر، می‌تواند در دستگاه‌های بی‌سیم موجب تقویت ۳۰ برابر یا بیشتر برد انتقال سیگنال‌ها شود و در کنار آن، ۱۰۰۰ برابر سریع‌تر از باتری‌های معمولی لیتیوم-یونی شارژ می‌شود. به‌طور خلاصه این وسیله یک باتری رؤیایی است.

این پیشرفت‌ عظیم ناشی از یک ساختار کاتد و آندی جدید اختراع‌شده توسط محققان دانشگاه ایلینوی است. در اصل یک باتری لیتیوم استاندارد به‌طور معمول یک آند جامد دوبعدی ساخته‌شده از گرافیت و یک کاتد ساخته‌شده از نمک لیتیوم است. از سوی دیگر، باتری جدید ایلینوی دارای آند و کاتد متخلخل و سه‌بعدی است. محققان برای ایجاد این ساختار الکترودی جدید، ساختاری از پلی‌استایرن (فایبرگلاس) روی یک بستر شیشه ایجاد می‌کنند، نیکل الکترودیپوزیت را روی پلی‌استایرن قرار می‌دهند و سپس الکترودهای نیکل- قلع را آند و دی‌اکسید منگنز را کاتد قرار می‌دهند. تصاویر بالا به‌خوبی روند انجام این کار را نشان می‌دهد.

در نتیجه این الکترودهای متخلخل با سطح گسترده‌تر خود امکان واکنش شیمیایی بیشتری در یک فضای مشخص فراهم می‌کنند و در نهایت باعث افزایش قابل توجه قدرت خروجی و سرعت شارژ می‌شوند. تاکنون محققان از این تکنولوژی برای ایجاد یک میکروباتری با اندازه دکمه استفاده کرده‌اند که در نمودار زیر می‌توانید آن را با سلول متعارف Sony CR1620 مقایسه کنید. تراکم انرژی کمی پایین، اما تراکم قدرت ۲۰۰۰ برابر بیشتر است.

این تکنولوژی احتمالا برای دستگاه‌های مصرفی با باتری‌هایی که بسیار کوچک‌تر و سبک‌تر هستند استفاده خواهد شد. تصور کنید گوشی هوشمندی دارای یک باتری به ضخامت یک کارت اعتباری است که می‌تواند ظرف چند ثانیه دوباره شارژ شود. علاوه بر این برنامه‌های زیادی در خارج از فضای مصرفی وجود دارد؛ برای مثال در تجهیزات بسیار قدرتمند مانند لیزر و دستگاه‌های پزشکی و دیگر تجهیزاتی که معمولا از ابررایانه‌ها استفاده می‌کنند مانند خودروهای فرمول‌ یک و ابزارهای شارژ سریع قابل استفاده است. با این حال برای به واقعیت پیوستن این موضوع دانشگاه ایلینوی باید ثابت کند که تکنولوژی آن‌ها موجب افزایش اندازه باتری‌ها خواهد شد و فرایند تولید برای تولید تجاری گران تمام نمی‌شود.

Ad

روی خط خبر

  • پامپئو با نقض توییت ترامپ: جلسه شورای امنیت درباره منع اشاعه است
  • مسکو: کاهش تولیدات نظامی به دلیل تحریم غیر ممکن است
  • رئیس مجلس ترکیه به ازبکستان سفر می‌کند
  • سقوط آزاد ماکرون در افکار عمومی فرانسه
  • نیکی‌هیلی: اتهامات ایران درباره دخالت درحادثه اهواز را رد می‌کنیم
  • بزرگترین شرکت‌های انرژی روسی، دلار را در پرداخت‌ها کنار می‌گذارند
  • عرضه و تقاضای نفت اکنون با یکدیگر همخوانی دارند
  • تورم دو رقمی شد/ شاخص کل به ۱۱.۳ درصد رسید
  • مدارس ماندگار با قدمت بیش از ۵۰ سال شناسایی می‌شوند
  • کوربین: در خصوص برگزیت انتخابات را به همه پرسی ترجیح می دهیم
  • ترکیه بدنبال گسترش روابط سیاسی و اقتصادی با آلمان است
  • آقاسی: شهرام ناظری بخواهد، وکالتش را می‌پذیرم
  • حزب الدعوه هنوز فرصت رسیدن به پست نخست وزیری عراق را دارد
  • چرا «دلدادگان» پخش نشد؟
  • امیر تتلو غیابی محاکمه می‌شود
  • دولت و مجلس باپذیرش FATF هزینه‌های تحریم را بیش از پیش بالا نبرند
  • ربوده شدن خدمه یک کشتی سوییسی توسط دزدان دریایی
  • پلیس مدرسه چه وظایفی دارد؟
  • احتمال جاری شدن سیلاب ناگهانی درمناطق کوهپایه‌ای
  • اولین برخورد معلم در مدرسه را یادتان است؟
  • ۵۰ درصد پنبه مورد نیاز صنایع نساجی از تولید داخلی تامین می‌شود
  • محسنی ‌اژه‌ای: سیف ممنوع الخروج است / از او یک بار تحقیق شده؛ پرونده اش در حال رسیدگی است
  • آخرین خبر‌ها از بررسی «سی‌اف‌تی» در هیئت رئیسه مجلس
  • فلاحت‌پیشه: کمیسیون امنیت ملی فردا صبح به اهواز می‌رود
  • جنگ سرد اقتصادی در راه است
  • سازمان بورس عضو انجمن بین‌المللی روابط عمومی شد
  • ترامپ مسئول افزایش قیمت نفت است نه اوپک
  • کمک های مالی به افغانستان در کانادا، آمریکا و دبی مصرف شده است
  • تل آویو سیاست خود در خصوص سوریه را تغییر نمی‌دهد
  • تروریستها سر به مخالفت با توافق روسی-ترکی درباره ادلب برداشتند