باتری فلوراید یون هوندا؛ جهشی بزرگ در فناوری خودروهای برقی

محققان مؤسسه‌ی تحقیقاتی هوندا با همکاری ناسا، باتری شیمیایی جدیدی برای خودروی الکتریکی توسعه داده‌اند که تراکم انرژی آن ۱۰ برابر باتری لیتیوم یون معمولی است.

هم‌اکنون محدودیت‌های باتری‌های لیتیوم یون به‌خوبی شناخته‌شده است، بنابراین تعدادی از خودروسازان در حال بررسی گزینه‌هایی مانند فناوری لیتیوم-هوا هستند. اما هوندا رویکرد متفاوتی برای این موضوع دارد، زیرا دانشمندان آن‌ها با محققان مؤسسه فناوری کالیفرنیا و آزمایشگاه ناسا همکاری می‌کنند تا باتری شیمیایی جدیدی امتحان کنند که گفته می‌شود پیشرفت قابل‌توجهی نسبت به فناوری باتری لیتیوم یون فعلی خواهد داشت.

در حالی‌ که ممکن است جزییات باتری جدید شما را حیرت‌زده کند، محققان هوندا می‌گویند این روش راه را برای تولید باتری‌های با توان بالا جهت تأمین نیازهای ذخیره انرژی باز می‌کند. این روش می‌تواند بر محدودیت‌های دمایی فناوری باتری‌ مبتنی بر فلوراید فعلی غلبه کند و عملکرد دمای اتاق فلوراید-یون بر پایه‌ی سلول انرژی را نشان دهد.

دکتر کریستوفر بروکس، دانشمند ارشد مؤسسه‌ی تحقیقاتی هوندا در این زمینه گفت:باتری‌های فلوراید یون، ساختار شیمیایی جدیدی برای باتری ارائه می‌دهند که تراکم انرژی آن ۱۰ برابر بیشتر از باتری‌های لیتیوم یون موجود است. این پیشرفت بزرگی است و باتری‌های فلوراید-یون ظرفیت بسیار زیادی برای سبک‌تر طراحی شدن نسبت به باتری‌های لیتیوم یون دارند. در عین حال این باتری‌ها هنگام استفاده در خودروی الکتریکی، شعاع حرکتی را به میزان قابل‌توجهی بهبود می‌بخشند.

دکتر کریستوفر بروکس همچنین خاطرنشان کرد:باتری‌های فلوراید-یون ایمن‌تر از باتری‌های لیتیوم یون هستند، زیرا افزایش بیش از حد دما در آن‌ها مطرح نیست. همچنین این باتری‌ها نسبت به باتری‌های لیتیوم یون با محیط‌زیست سازگارترند.

بااین‌حال باتری‌های فلوراید-یون دارای نقاط ضعف خود هستند؛ زیرا باتری حالت جامد هادی فلوراید یون باید در دماهای بالای ۱۵۰ درجه سانتیگراد فعالیت کنند تا الکترولیت برای هدایت یون فلوراید آماده شود. این یکی از چالش‌های اصلی تیم تحقیقاتی هوندا به شمار می‌رود، اما آن‌ها روشی برای عمل کردن سلول الکتروشیمیایی فلوراید-یون در دمای اتاق پیدا کرده‌اند.

عضو ارشد مؤسسه‌ی تحقیقاتی هوندا می‌گوید این پیشرفت با استفاده از نوعی الکترولیت هادی فلوراید با قابلیت هدایت یون بالا و ولتاژ عملیاتی وسیع به‌دست آمده است. این الکترولیت که در حالت پایدار شیمیایی به‌صورت مایع است، به‌خوبی می‌تواند مشکل دمای بالای کارکردی را هموار سازد. دانشمندان همچنین الکترولیت منحصربه‌فردی با استفاده از «نمک‌های فلوراید تترا آلکیل آمونیوم خشک» حل‌شده در حلال آلی اتر فلوراید تولید کرده‌اند. این الکترولیت با کاتد کامپوزیتی همراه می‌شود که دارای نانوساختار هسته‌-پوسته پوشیده‌شده از مس، لانتانیم و فلوئور است. به‌لطف این فناوری، محققان موفق شدند چرخه‌ی الکتروشیمیایی برگشت‌پذیر را در دمای اتاق انجام دهند.