پژوهشگران "دانشگاه مانش" استراليا به سرپرستي "مهدخت شيباني" دانشمند ايراني اين دانشگاه، نوعي باتري جديد ابداع كردهاند كه ميتواند هزينه ذخيره انرژي را به شكل چشمگيري كاهش دهد.
به گزارش ايسنا و به نقل از نيوساينتيست، شايد يك باتري ليتيوم- سولفور با ظرفيت فوقالعاده بتواند به ذخيره ارزانتر انرژي در خودروهاي الكتريكي كمك كند.
"مهدخت شيباني"(Mahdokht Shaibani)، دانشمند ايراني "دانشگاه مانش" (Monash University) استراليا و همكارانش، نوعي باتري ابداع كردهاند كه ظرفيت آن پنج برابر بالاتر از باتريهاي ليتيوم- يوني است. اين باتري تا ۹۹ درصد كارآيي داشته باشد و بيش از ۲۰۰ چرخه شارژ را پوشش دهد. نوعي از اين باتري كه به اندازه يك تلفن همراه هوشمند است، ميتواند شارژ تلفن همراه را تا پنج روز حفظ كند.
مشكل باتريهاي ليتيوم- سولفور تاكنون اين بوده كه ظرفيت الكترودهاي سولفور آنقدر زياد است كه در چرخه شارژ شدن و تخليه شارژ، تجزيه ميشود و مزاياي حاصل از انرژي نيز به سرعت از بين ميروند. شيباني در اين باره گفت: الكترود تجزيه ميشود و باتري به سرعت از بين ميرود.
دليل بروز چنين مشكلي اين است كه الكترود سولفور با تغيير حجم حدود ۷۸ درصد، منبسط و منقبض ميشود. تغيير حجم، در الكترودهاي باتري ليتيوم- يون نيز رخ ميدهد و نيروي خودروهاي الكتريكي و تلفنهاي همراه را تامين ميكند اما اين نيرو، حدود هشت برابر كمتر است.
پژوهشگران براي پيشگيري از تجزيه الكترود در باتري ليتيوم- سولفور، فضاي بيشتري براي انقباض و انبساط به ذرات سولفور دادند. باتريهاي ليتيوم- سولفور، موادي در خود دارند كه ذرات داخل باتري را به هم متصل ميكنند تا باتري هنگام انبساط، ترك نخورد. شيباني و گروهش، ميزان كمي از يك پليمر اتصالدهنده ماده را در الكترودهاي خود به كار بردند و ساختارهايي با فضاي بيشتر ميان ذرات سولفور به وجود آوردند. اين پليمر، مجموعه اتصالاتي را ميان ذرات پديد آورد كه توانست مقاومت باتري را در برابر ترك خوردن تعديل كند.
شيباني افزود: باتري ليتيوم- سولفور ميتواند هزينه باتري خودروهاي الكتريكي و ذخيره انرژي را به طور قابل توجهي كاهش دهد زيرا سولفور، يك ماده فراوان و بسيار ارزان است.
ممكن است باتريهاي ليتيوم- سولفور، با مشكلاتي مشابه مشكلات باتريهاي ليتيوم- يون مواجه شوند. اكسيدهاي فلز در باتريهاي ليتيوم- يون معمولا نيكل، كبالت يا منگنز هستند كه هزينه بالايي دارند و ذخاير طبيعي آنها نيز رو به كاهش است.
شيباني ادامه داد: ما براي داشتن انرژي و باتريهاي كمهزينهتر بايد سيستم ذخيره جديدي براي انرژي داشته باشيم.
پژوهشگران قصد دارند نخستين نمونههاي اين باتري را بيشتر مورد آزمايش قرار دهند تا آنها را براي استفاده تجاري آماده كنند.
اين پژوهش، در مجله "Science Advances" به چاپ رسيد.