ارائه یک جایگزین مقرون‌ به‌ صرفه برای باتری‌های لیتیوم-یونی

پژوهشگران آمریکایی در بررسی جدید خود، یک جایگزین مقرون‌به‌صرفه را برای باتری‌های لیتیوم-یونی ارائه کرده‌اند.

کد خبر: ۴۴۶۳۷۷

تاریخ: ۱۲ خرداد ۱۴۰۱ - ۰۱:۵۶

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از ساینس دیلی، باتری‌های لیتیوم-یونی در حال حاضر برای تامین انرژی خودروهای الکتریکی ترجیح داده می‌شوند اما این باتری‌ها برای سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در بلندمدت، بسیار گران هستند و دسترسی به لیتیوم نیز به نوبه خود چالش‌برانگیز است.

اگرچه لیتیوم مزایای زیادی مانند انرژی بالا و ظرفیت ترکیب شدن با منابع انرژی تجدیدپذیر برای پشتیبانی از ذخیره انرژی در سطح شبکه را دارد اما قیمت کربنات لیتیوم در بالاترین حد خود است. علاوه بر این، بسیاری از دولت‌ها به دلیل پیامدهای زیست‌محیطی و احتمال نقض حقوق بشر، در مورد استفاده از معادن لیتیوم مردد هستند.

از آنجا که دولت‌ها و صنایع در سرتاسر جهان مشتاق یافتن گزینه‌های ذخیره‌سازی انرژی برای تامین انرژی پاک هستند، پژوهش جدیدی در "دانشگاه هیوستون"(University of Houston) آمریکا انجام شده است که باتری‌های گوگرد-سولفور را به عنوان یک جایگزین مناسب پیشنهاد می‌کند.

"یان یائو"(Yan Yao)، استاد مهندسی برق و رایانه دانشگاه هیوستون و همکارانش، یک الکترولیت شیشه‌ای ابداع کرده‌اند که آبکاری برگشت‌پذیر سدیم و جداسازی آن را امکان‌پذیر می‌سازد.

یائو گفت: الکترولیت‌های جامد جدید برای باتری‌های سدیم تمام جامد باید کم‌هزینه باشند، به راحتی ساخته شوند و پایداری مکانیکی و شیمیایی باورنکردنی داشته باشند. تا به امروز، هیچ الکترولیت جامد سدیمی نتوانسته است هر چهار مورد از این نیازها را به طور همزمان برآورده کند.

پژوهشگران، نوع جدیدی از الکترولیت شیشه‌ای اکسی‌سولفید را یافته‌اند که می‌تواند همه این نیازها را به طور همزمان برآورده کند. برای ایجاد الکترولیت‌ها در دمای اتاق، از یک فرآیند با انرژی بالا استفاده شد.

"یه ژانگ"(Ye Zhang)، از پژوهشگران این پروژه گفت: شیشه اکسی‌سولفید دارای ریزساختار مشخصی است که در نتیجه ساختار شیشه‌ای کاملا همگن ایجاد می‌شود. الکترولیت جامد در سطح مشترک بین فلز سدیم و الکترولیت، یک اینترفاز را تشکیل می‌دهد که برای آبکاری برگشت‌پذیر و جداسازی سدیم ضروری است.

این موضوع ثابت شده که دستیابی به آبکاری پایدار و جداسازی فلز سدیم با استفاده از الکترولیت سولفید، دشوار است.

ژانگ افزود: راهبردهای طراحی ساختاری و ترکیبی جدید ارائه‌شده در این پژوهش، الگوی جدیدی را برای توسعه باتری‌های سدیمی ایمن، کم‌هزینه، پر انرژی و دارای عمر طولانی ارائه می‌کند.

این پژوهش، در مجله "Nature Communications" به چاپ رسید.