افزایش ۱۰ برابری ظرفیت باتری سدیم-یون با فاصله گذاری گرافن

افزایش ۱۰ برابری ظرفیت باتری سدیم-یون با فاصله گذاری گرافن

بیست و یکم: فاصله گذاری گرافن با افزایش تداخل سدیم در گرافیت استاندارد از 35 میلی آمپر ساعت در گرم به عدد 332 می تواند ظرفیت باتری های سدیم-یونی را 10 برابر افزایش دهد.


به گزارش بیست و یکم به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، گرافن در خیلی از اجزای باتری استفاده شده است. در ژوئن سال ۲۰۲۰، تیمی از پژوهشگران دانشگاه "براون" راهی جهت استفاده از گرافن برای دو برابر شدن سختی مواد سرامیکی مورد استفاده در ساخت باتری های لیتیوم-یون جامد یافتند. در همین حال، در آوریل ۲۰۱۹ یک اسفنج گرافن کشف شد که می تواند به تثبیت باتری های لیتیوم-گوگرد کمک نماید.
در حقیقت پتانسیل گرافن در سیستم های انرژی تجدیدپذیر بسیار مورد بحث قرار گرفته است. اما همیشه بنظر می رسد که برخی محدودیت ها موجب عقب ماندگی این فناوری شده است.
حالا پژوهشگران دانشگاه صنعتی "چالمرز" ایده جدیدی را برای ساخت مواد الکترود با کارایی بالا برای باتری های سدیمی طراحی نموده اند که ظرفیت آنها می تواند باتری های لیتیوم-یونی امروزی را برمبنای نوع جدیدی از گرافن به نام "جانوس"(Janus) که به نام یکی از خدایان رومی نام گذاری شده است، مطابقت دهد.
سدیم در مقایسه با لیتیوم که بسیار گران است و نگرانی های زیست محیطی بسیاری همراه خود دارد، یک فلز ارزان و فراوان است که با محیط زیست نیز سازگار است. با این وجود هم اکنون، باتری های سدیم-یون دارای چندین مشکل عملکردی هستند.
یکی از اشکالات اصلی آنها گرافیت است که بعنوان آند در باتری های لیتیوم-یون امروزی استفاده می شود. در باتری های لیتیوم-یونی، یون ها در گرافیت متقاطع شده و به داخل و خارج از لایه های گرافن حرکت کرده و برای مصرف انرژی ذخیره می شوند.
یون های سدیم اما بسیار بزرگ تر از آن هستند که بتوانند بطور موثر در ساختار گرافیت ذخیره شوند. اینجاست که اختراع پژوهشگران دانشگاه "چالمرز" به کار می آید.
پژوهشگران این مطالعه می گویند: ما یک مولکول فاصله ساز را در یک طرف لایه گرافن اضافه کرده ایم. هنگامی که لایه ها روی هم چیده می شوند، این مولکول فضای بیشتری بین ورقه های گرافن به وجود می آورد و یک نقطه تعامل به وجود می آورد که منجر به ظرفیت بالاتر قابل توجهی می شود.
این خبر بسیار خوبی است، برای اینکه این فناوری ظرفیت تداخل سدیم در گرافیت استاندارد را از ۳۵ میلی آمپر ساعت در گرم به ۳۳۲ میلی آمپر ساعت در هر گرم می رساند که نزدیک به مقدار لیتیوم در گرافیت است.
این تحقیق در نشریه Science Advances انتشار یافته است.




منبع:

1400/06/07
13:21:59
0.0 / 5
214
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۵ بعلاوه ۳
بیست و یکم