الکترودی برای شارژ باتری‌ها ظرف چند ثانیه

به گزارش ایران اکونومیست   به نقل از گیزمگ، ابرخازن‌ها این قابلیت را دارند که به سرعت بتوانند شارژ شده و انرژی ذخیره شده خود را در اختیار مدار قرار دهند.

محققان دانشگاه "درکسل"(Drexel) آمریکا، الکترودی جدید که آرایه‌ای دوبعدی از ابرخازن‌هاست طراحی کرده‌اند که می‌تواند سرعت شارژ شدن باتری‌ها را به چند ثانیه برساند.

ماده دوبعدی مورد استفاده محققان "ام‌زن"(MXene) نام دارد و از مواد ابررسانا ساخته شده است.

"یوری گوگوتسی" (Yury Gogotsi)یکی از محققان این تیم گفت: به طور کلی این موضوع که باتری‌های شیمیایی بسیار کندتر از باتری‌های دولایه‌ای خازنی(ابرخازن‌ها) شارژ می‌شوند پذیرفته شده است و ما در این پروژه موفق شدیم تنها در چند 10 میلی‌ثانیه الکترود ابرخازنی را شارژ کنیم که به خاطر خاصیت ابررسانایی آن است.

وی افزود: این پروژه راه را برای باتری‌های فوق سریع نسل‌های آینده هموار می‌کند که تنها به چند ثانیه برای شارژ و تخلیه نیاز دارند اما انرژی بسیار بیشتری را نسبت به ابررایانه‌های معمول ذخیره می‌کنند.

علاوه بر جنس این الکترودها، ساختار فیزیکی آنها نیز اهمیت دارد و برای ذخیره شدن یون‌ها، آنها در محل‌هایی به نام پورت‌هایی موسوم به نقاط فعال بازآرایی شده قرار می‌گیرند که هرچه تعداد آنها بیشتر باشد میزان ذخیره انرژی نیز بیشتر است.

"ماریا لاکاتسکیا"( Maria Lukatskaya)، محقق ارشد این تحقیق گفت: در باتری‌ها و ابرخازن‌های معمول یون‌ها مسیر پیچیده‌ای نسبت به پورت‌های ذخیره سازی شارژ دارند که نه تنها همه چیز را کند می‌کند، بلکه باعث ایجاد وضعیتی می‌شود که در آن زمان تعداد بسیار کمی از یون‌ها شارژ می‌شوند.

وی افزود: حالت ایده‌آل برای حرکت یون‌ها به این صورت است که در چند لایه موازی چندین یون به پورت‌های شارژ رسیده و شارژ شوند و ما در ساختار "ام‌زن" به این هدف دست پیدا کرده‌ایم.

نتایج این تحقیق در ژورنال علمی Nature Energy منتشر شده است.