آسفالت می تواند به شارژ سریعتر باتری های لیتیومی کمک کند

 

آسفالت می تواند به شارژ سریعتر باتری های لیتیومی کمک کند

کد خبر:۶۰۷۱۷۶

تاریخ انتشار: ۲ اکتبر ۲۰۱۷

آسفالت می تواند به شارژ سریعتر باتری های لیتیومی کمک کند

محققان دانشگاه رایس آمریکا دریافتند که آسفالت می تواند راز ظرفیت بالای باتری های لیتیوم فلزی باشد. این باتری ها ۱۰ الی ۲۰ برابر زودتر از باتری های لیتیوم یونی شارژ می شوند. آند های به کار رفته در این سیستم ها از کربن متخلخل بوده و ساخته شده از آسفالت می باشند که بعد از گذشت بیش از ۵۰۰ چرخه شارژ و تخلیه، همچنان پایداری بالایی را نشان می دهند. حداکثر چگالی جریان ۲۰ میلی آمپر بر سانتی متر مربع نشان دهنده قابلیت این سیستم برای استفاده در دستگاه های شارژ سریع و تخلیه، که نیازمند چگالی توان بالایی هستند، می باشد. یافته های اخیر در مجله ACS Nano چاپ شده است.

ظرفیت این باتری ها بسیار زیاد است، اما نکته قابل توجه در مورد این باتری ها، قابلیت شارژ کردن از صفر تا صد درصد در عرض ۵ دقیقه می باشد. این عدد در سایر باتری های معمولی، ۲ ساعت یا بیشتر است. پیش از این، در همین آزمایشگاه از یکی دیگر از مشتقات آسفالت، گلیسونیت فرآوری نشده، برای همین منظور در باتری ها استفاده شده است. گلیسونیت برای جذب گازهای گلخانه ای از گاز طبیعی کاربرد دارد. در این مطالعه، محققان آسفالت را با نانو نوار های گرافنی رسانا مخلوط کرده و فلز لیتیوم  را بر روی کامپوزیت حاصله نشاندند.

در این آزمایشگاه با استفاده از یک کاتد سولفوریزه شده کربن، در کنار آند، یک باتری کامل برای انجام آزمایش ها به وجود آمد. باتری های ایجاد شده از چگالی توان و چگالی انرژی بالایی، به ترتیب برابر با ۱۳۲۲ وات بر کیلوگرم و ۹۴۳ وات-ساعت بر کیلوگرم، برخوردار بودند. پس از انجام تست ها، یکی دیگر از مزیت های این باتری نمایان شد. کربن باعث کاهش شاخه ای شدن (dendrite) لیتیوم می شود. این شاخه ها می توانند به درون الکترولیت نفوذ کنند. اگر آنها به اندازه کافی گسترش پیدا کنند، با برقراری اتصال کوتاه بین آند و کاتد، موجب آسیب رساندن به باتری، آتش گرفتن و حتی منفجر شدن می شوند. اما کربن مشتق شده از آسفالت، مانع از تشکیل هرگونه dendrite می شود.

پروژه پیشین در این آزمایشگاه نشان داد که یک آند از جنس گرافن و نانو لوله های کربنی نیز مانع از شکل گیری dendrite ها شده است. اما کامپوزیت حال حاضر، ساده تر از نمونه قبلی است.

در حالی که ظرفیت باتری های تولید شده مشابه باتری های قدیمی می باشد، باتری های لیتیوم فلزی، با کربن تولید شده از آسفالت، می توانند فلز لیتیوم بیشتری در یک فضای یکسان در خود بگنجانند که ساخت این باتری ها بسیار ساده تر و ارزان تر می کند. همچنین هیچ نیازی به مرحله نشاندن بخارات شیمیایی یا پرتو الکترونی و رشد نانو لوله ها از گرافنی نمی باشد که در نتیجه ساخت آنها را بسیار ساده تر می کند.

 

منبع:

 

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171002105209.htm

https://phys.org/news/2017-10-asphalt-lithium-batteries-faster.html

More from رضا دانشور

تکنولوژی جدیدی در کشت ریز جلبک ها با هدف پیشبرد سوخت های زیستی

کد خبر: ۶۰۵۲۰۱   تکنولوژی جدیدی در کشت ریز جلبک ها با...
مشاهده مطلب

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *