معرفی باتری سدیمی با کارایی بالا و اثر محیط‌زیستی پایین

دانشمندان دانشگاه پرینستون موفق به توسعه باتری سدیمی با کاتد آلی شدند که رقیبی جدی برای باتری‌های لیتیوم‌یون محسوب می‌شود. این پیشرفت می‌تواند زنجیره تأمین را پایدارتر کرده و اثرات محیط‌زیستی باتری‌ها را به‌طور چشمگیری کاهش دهد.

کد خبر: ۷۹۹۳۶۰

تاریخ: ۱۵ ارديبهشت ۱۴۰۴ - ۱۱:۳۱

به گزارش روز دوشنبه گروه علمی ایران اکونومیست از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در چشم‌اندازی که هم‌اکنون پیش روی صنعت ذخیره‌سازی انرژی قرار دارد، پژوهشگران دانشگاه پرینستون با معرفی باتری جدیدی بر پایه‌ یون سدیم، نوید ورود به عصری تازه از نوآوری و پایداری را داده‌اند.

این دستاورد، که توسط گروه تحقیقاتی دینکا (Dincă Group) حاصل شده، بر پایه ماده‌ای آلی با نام بیس‌تتراآمین‌بنزوکینون (TAQ) توسعه یافته است؛ ماده‌ای که می‌تواند مشکلات دیرپای فناوری باتری‌های سدیمی را پشت سر بگذارد و جایگزینی مؤثر برای باتری‌های لیتیومی باشد.

با توجه به کمبود جهانی منابع لیتیوم و هزینه‌های بالای استخراج و فرآوری آن، بسیاری از پژوهشگران به دنبال جایگزین‌های پایدارتری هستند. در این میان، سدیم به‌دلیل وفور طبیعی و قیمت پایین، گزینه‌ای جذاب برای توسعه باتری‌های آینده به شمار می‌رود. با این حال، باتری‌های سدیمی تاکنون به‌دلیل چگالی انرژی پایین، مورد توجه چندانی قرار نگرفته بودند.

اما با ورود ترکیب TAQ به عرصه، داستان تغییر کرده است. این ماده آلی دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی نظیر نامحلول بودن و رسانایی بالا است که آن را برای استفاده در باتری‌ها بسیار مناسب کرده است. بررسی‌های اولیه نشان می‌دهد که این کاتد آلی می‌تواند به چگالی انرژی و توان بالایی در باتری‌های سدیمی دست یابد؛ ویژگی‌هایی که پیش‌تر تنها در باتری‌های لیتیومی دیده می‌شد.

در طراحی این باتری نوین، از نانولوله‌های کربنی به‌عنوان چسباننده (Binder) استفاده شده است. این ساختار موجب پخش یکنواخت و عملکرد مؤثر الکترود شده و امکان دستیابی به کارایی نزدیک به ظرفیت تئوریک باتری را فراهم کرده است. آزمایش‌ها نشان می‌دهد این باتری قادر است رشد گیاه، بازده مصرف انرژی و پایداری گرمایی بهتری نسبت به مدل‌های مشابه از خود نشان دهد.

فناوری باتری‌های سدیمی مجهز به TAQ، قابلیت‌های گسترده‌ای برای کاربرد در خودروهای برقی، مراکز داده و سامانه‌های انرژی خورشیدی و بادی دارد. از جمله مزایای اصلی آن می‌توان به کاهش هزینه‌ تولید، استفاده از مواد اولیه فراوان، و کاهش تأثیرات محیط‌زیستی اشاره کرد.

در زمینه خودروهای برقی، استفاده از این باتری‌ها می‌تواند هزینه نهایی خودرو را کاهش داده و به گسترش بازار خودروهای الکتریکی کمک کند. همچنین در مراکز داده که نیاز به ذخیره‌سازی برق در مقیاس بالا دارند، این باتری‌ها گزینه‌ای اقتصادی و پایدار به حساب می‌آیند.

با وجود همه مزایا، چالش‌هایی نیز در مسیر تجاری‌سازی این فناوری وجود دارد. از جمله تولید انبوه، تطبیق با زیرساخت‌های فعلی و بهینه‌سازی فرآیندها. اما کارشناسان معتقدند با حمایت سرمایه‌گذاران و ایجاد زیرساخت مناسب، می‌توان این فناوری را در آینده‌ای نزدیک وارد چرخه مصرف جهانی کرد.

بر اساس روندهای جهانی، انتظار می‌رود تقاضا برای باتری‌های پایدار و غیر وابسته به لیتیوم در سال‌های آینده رشد قابل‌توجهی داشته باشد. کارشناسان توصیه می‌کنند که شرکت‌ها در زیرساخت‌ تولید این باتری‌ها سرمایه‌گذاری کرده و همکاری‌های گسترده‌ای با دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی برقرار کنند.