برای باتری های لیتیومی رقیب پیدا شد - مجله زیبایی زندگی

به گزارش خبرنگاران و به نقل از نیو اطلس، محققان آمریکایی پیروز به ابداع باتری های پتاسیمی شده اند که خود را بازیابی می نمایند و مشکل تشکیل دندریت را که مانع از توسعه باتری های لیتیومی ارزان، قدرتمند و پر چگال است، حل نموده اند.

لیتیوم گران است، از نظر زیست محیطی محدود و در حجم زیادی در دسترس نیست و قابل اشتعال نیز هست، اما در حال حاضر بهترین راه چاره برای تامین قدرت خودروهای برقی و تلفن های همراه هوشمند به حساب می آید.

اکنون به دلیل کامل نبودن باتری های لیتیومی و مشکلاتی که در راه توسعه آنها وجود دارد، گزینه های جایگزین دیگر در حال توسعه هستند و یکی از گزینه هایی که می تواند قابل رقابت باشد، باتری های ساخته شده از پتاسیم است.

پتاسیم هم ارزان و فراوان است و هم کار با آن راحت تر است، به این معنی که ضمن ارزان بودن به دلیل فراوانی، هزینه های فراوری کمتری نیز دارد. باتری ها را با استفاده از آندهای تماما فلز پتاسیم می توان هم از نظر حجم و هم وزن، چگال تر و متراکم تر ساخت که قابل مقایسه با باتری های لیتیومی باشد.

یک مشکل اساسی که بر سر توسعه باتری های لیتیومی وجود دارد، تشکیل دندریت است. با گذشت زمان و با پر و خالی شدن پیوسته باتری، ذرات فلز -چه لیتیوم چه پتاسیم- آغاز به اتصال به آند می نمایند. با این اتفاق، شاخه های تیزی به نام دندریت آغاز به شکل گیری می نمایند و در نهایت، به اندازه کافی بلند می شوند تا از غشای عایق جدا شوند و آند را از کاتد جدا نمایند و مدار باتری را کوتاه نمایند. این امر باعث ایجاد گرما و گاهی آتش سوزی می گردد و به طور موثری طول عمر باتری را کاهش می دهد.

اکنون گروهی از دانشمندان موسسه پلی تکنیک رنسلر(Rensselaer) در نیویورک می گویند که یک رویکرد خود درمان ابداع نموده اند که می تواند زمانی که باتری را در طول شب شارژ می کنید، این دندریت ها را از آند پاک نموده و از ایجاد مشکل جلوگیری کند.

محققان معتقدند اکنون با این روش می توان باتری های پتاسیمی را با طول عمر بالا و قیمت مناسب به فراوری انبوه رساند و به بازار عرضه کرد.

این روش عجیب به نظر می رسد، زیرا در واقع به شارژ سریع و انفجاری و تخلیه با سرعت بالا وابسته است. دقیقاً همان چیزی که به ما گفته می گردد اگر بخواهیم عمر باتری های لیتیوم خود را حفظ کنیم و بالا ببریم، نباید انجام دهیم. محققان با انجام این کار در شرایط کنترل شده می توانند گرمای باتری را کنترل نمایند و دما را تا جایی که پتاسیم ذوب نگردد، افزایش دهند تا دندریت ها کنده شوند.

این گروه تحقیقاتی، توانایی خودتعمیری مشابهی را برای مقابله با دندریت ها در باتری های لیتیومی در سال 2018 ارائه داده بود که به شکل قابل توجهی به دمای بالاتری احتیاج داشت.

نیخیل کوراتکار سرپرست این تحقیق می گوید: با این رویکرد جدید، ایده این است که در شب یا هر زمان که از باتری استفاده نمی کنید، یک سیستم مدیریت باتری داشته باشید که این گرما را اعمال کند و باعث گردد دندریت ها پاک شوند.

وی اضافه نمود: من می خواهم انتقال به باتری های فلزی را ببینم. باتری های فلزی کارآمدترین روش برای ساخت یک باتری هستند، با این حال، به دلیل مشکل دندریت ها، تا به امروز عملی نبودند. اما اکنون با پتاسیم امیدوار شده ایم.

این مطالعه در PNAS منتشر شده است.