با تلاش محققان؛

تحولی نوین در باتری‌ها با کمک فناوری نانو

یک شرکت نوپای استرالیایی که دو پتنت نیز به ثبت رسانده است، در حال تجاری‌سازی باتری است که در آن از نانولوله برای ارتقا کیفیت و ظرفیت باتری استفاده شده است.

کد خبر: ۹۳۶۲۳۱

يکشنبه - ۰۲ خرداد ۱۴۰۰ / May 23, 2021

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، دوره‌ای را تصور کنید که تلفن‌های همراه هفته‌ها شارژ نگه می‌دارند و خودرو‌های برقی می‌توانند هزار کیلومتر را بدون نیاز به شارژ طی کند.

به تازگی محققان دانشگاه دکین، با مشارکت شرکت تازه تأسیس استرالیایی لی‌اس انرژی (Li-S Energy Ltd) یک باتری جدید گوگرد لیتیوم تولید کردند که گامی بزرگ در مسیر تغییر صنعت باتری در جهان است و ممکن است به زودی افزایش ظرفیت باتری‌ها را به یک واقعیت تبدیل کند.

باتری‌های لیتیوم سولفور (Li-S) باتری‌های نسل بعدی با ظرفیت انرژی قابل توجهی بالاتر از باتری‌های لیتیوم یونی هستند. با این حال، تا کنون این باتری‌ها محدودیت شدیدی در عملکرد خود داشته‌اند، به طوری که طی چند دوره شارژ/دشارژ ممکن است تخریب شوند.

تیم تحقیقاتی فناوری‌نانو دانشگاه دکین، برای بهبود عملکرد باتری‌های Li-S با حفظ ظرفیت انرژی بالا و همچنین جلوگیری از تخریب قابل توجه بعد از ۴۵۰ دوره چرخه شارژ و تخلیه، از نانوموادی نظیر نانولوله‌های بورون نیترید (BNNT) استفاده کرده است.

نتایج آزمون‌های انجام شده روی این باتری نانویی جدید نشان می‌دهد که پس از ۴۵۰ دوره شارژ/دشارژ مداوم این باتری‌ها دچار افت عملکرد نشده‌اند و ظرفیت ویژه در بیش از ۵۵۰ mAh / g حفظ شده است که ۳ برابر ظرفیت ویژه باتری‌های یونی لیتیوم است.

سه چالش اساسی برای ایجاد باتری Li-S با کارایی بالا وجود دارد:

مهندسی یک رابط رسانا در کاتد گوگرد
کنترل یکپارچگی ساختاری کاتد در فرآیند شارژ/دشارژ طولانی
جلوگیری از رشد دندریت از آند فلز لیتیوم

استفاده از نانولوله‌ها موجب تاثیر مثبت روی هر سه چالش فوق شده‌است و باعث عملکرد مطلوب بین لیتیوم و گوگرد را در یک دستگاه ذخیره انرژی شده‌است.

در حال حاضر، لی‌اس انرژی دو اختراع در دست ثبت دارد که مربوط به بهبود عملکرد باتری با استفاده از BNNT است. فناوری جدید تحت پوشش این اختراع ثبت شده این توانایی را دارد که تولید باتری‌های گوگرد لیتیوم در مقیاس بزرگ را برای اولین بار از نظر تجاری عملی سازد.

شرکت لی‌اس انرژی قصد دارد طراحی این باتری‌های نانویی را بهینه کند و سپس تولید باتری‌های جدید را طی سال‌های آینده افزایش دهد.

تحقیقات و تولیدات اولیه این محصول در بخش تولید پیشرفته دانشگاه دکین انجام و از محققان این دانشگاه و امکانات شتاب دهنده منیوفیوچر دانشگاه دکین استفاده شده است.

نانولوله‌های بورون نیترید توسط یکی از مراکز مستقر در منیوفیوچر یعنی شرکت بی‌ان‌ان‌تی تکنولوژی (BNNT Technology Ltd) تهیه شده است.

شرکت لی‌اس انرژی و بی‌ان‌ان‌تی تکنولوژی هر دو سرمایه‌گذار مشترک بین دانشگاه دکین و گروه PPK هستند. شرکت لی‌اس انرژی به تازگی ۲۰ میلیون دلار برای حمایت از توسعه مستمر این فناوری سرمایه جمع کرده است.