فلوراید، به جای خمیر دندان این بار در باتری!

گروهی از برجسته‌ترین دانشمندان توانستند با استفاده از عنصر فلوراید، یک باتری بی‌نظیر ابداع کنند که می‌تواند موجب تحول در صنعت، به خصوص خودروهای برقی شود.

کد خبر: ۲۶۵۸۴۸

تاریخ: ۱۷ آذر ۱۳۹۷ - ۱۳:۵۹

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از گیزمگ، معمولا با شنیدن نام فلوراید به یاد خمیر دندان و دهان‌شویه می‌افتیم، اما یک مطالعه جدید نشان می‌دهد چگونه می‌توان از آن در توسعه و بهبود باتری‌ها استفاده کرد.

دانشمندان ناسا، موسسه فناوری کالیفرنیا، آزمایشگاه ملی لارنس بارکلی و موسسه تحقیقات هوندا، باتری‌هایی بر پایه فلوراید توسعه داده‌اند که به طور بالقوه می‌تواند دوام بسیار بیشتری از باتری‌های مبتنی بر لیتیوم-یون داشته باشد.

اساسا باتری‌ها با عبور یون‌ها بین الکترود مثبت و منفی (آند و کاتد) کار می‌کنند. باتری‌های لیتیوم-یون به یک استاندارد در صنعت برای اکثر برنامه‌های کاربردی تبدیل شده‌اند، در حالی که سایر مطالعات اخیر موفقیت‌هایی در استفاده از یون‌های سدیم، منیزیم یا آلومینیوم نیز داشته‌اند.

ایده استفاده از فلوراید به عنوان حامل بار در باتری‌ها برای چندین دهه است که در ذهن دانشمندان است، اما استفاده از آنها دشوار است. زیرا برای فعالیت دستگاه در دمای اتاق، الکترولیت‌های مایع مورد نیاز هستند، اما این شیوه با مشکلاتی همراه است.

"رابرت گرابس"، یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: باتری فلوراید می‌تواند تراکم انرژی بیشتری داشته باشد، به این معنی که می‌تواند عمر باتری را تا هشت برابر بیشتر از باتری‌های رایج کنونی افزایش دهد. اما استفاده از فلوراید می‌تواند چالش برانگیز باشد، به ویژه به دلیل آن که بسیار خورنده و واکنش‌پذیر است.

محققان این مطالعه جدید می‌گویند با بدست آوردن راهی برای ساخت باتری‌های فلوراید با یک الکترولیت مایع، موفق به حل این مشکل شده‌اند.

فلوراید یک آنیون(یون منفی) است، یعنی اینکه که تراکم انرژی بیشتری دارد، اما تثبیت آن سخت است و ترفندی که برای تثبیت آن استفاده شد، یک مایع الکترولیت موسوم به "BTFE" است.

"سیمون جونز" یکی دیگر از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: برای افزایش عمر و دوام یک باتری، شما باید تعداد بیشتری ذرات باردار را حرکت دهید. حرکت کاتیون‌های فلزی دشوار است، اما نتیجه مشابهی را می‌توان با حرکت چندین آنیون که انتقال آنها ساده است، به دست آورد.

وی افزود: چالش‌های این طرح باعث می‌شود که سیستم در ولتاژهای قابل استفاده کار کند. در این مطالعه جدید، ما نشان می‌دهیم که آنیون‌ها در علم باتری جایگاه خاصی دارند، زیرا نشان دادیم که فلوراید می‌تواند در ولتاژهایی که به اندازه کافی بالا هستند، کار کند.

تیم سازنده می‌گوید طراحی جدید نشان می‌دهد که فلوراید یک حامل بار بادوام در باتری‌ها است و می‌تواند باعث ایجاد باتری‌هایی با طول عمر بالا شود.

جونز می‌گوید: ما هنوز در مراحل اولیه توسعه این نوع از باتری هستیم، اما این اولین باتری فلوراید قابل شارژ مجدد است که در دمای اتاق کار می‌کند.

این تحقیق در مجله Science منتشر شده است.