متفرقه

فناوری جدید باتری، شارژدهی ۱۰ برابر سریع‌تر را در خودروی برقی امکان‌پذیر می‌کند

فناوری جدید باتری لیتیوم یون با ساختار کریستالی باز و منظم ​در آند با استفاده از ماده‌ای به نام نیکل نیوبات، ​شارژدهی ۱۰ برابر سریع‌تر را در خودروی برقی امکان‌پذیر می‌کند.


تحقیق درباره‌ی باتری‌های نسل آینده برای خودروی برقی، شامل آزمایش مداوم با مواد جایگزین می‌شود که ممکن است دستاوردهای عملکردی درخورتوجهی را در اختیار محققان قرار دهد. به گزارش نیواطلس، پیشرفت‌های جدید در این زمینه می‌تواند نمونه‌ی قانع‌کننده‌ای از آنچه باتری‌ها می‌توانند به نظر برسند، ارائه دهد.

دانشمندان دانشگاه توئنته هلند سلول آزمایشی لیتیوم یونی را تولید کرده‌اند که دارای طراحی الکترود جدیدی با ساختار کریستالی «باز و منظم» است و به گفته‌ی آن‌ها امکان شارژ باتری خودروی برقی را با سرعت ۱۰ برابر دستگاه‌های امروزی فراهم می‌کند.

باتری‌های لیتیوم یونی که برق مورد نیاز خودروهای الکتریکی امروزی، تلفن‌های هوشمند و دستگاه‌های بی‌شمار دیگری را تأمین می‌کنند، دارای دو الکترود کاتد و آند هستند و این مطالعه جدید روی آند تمرکز دارد. هم‌اکنون این آندها از گرافیت ساخته شده‌اند که از بسیاری جهات به آن‌ها کمک می‌کند، اما بدون تجزیه شدن نمی‌توانند خود را با نرخ‌های شارژ فوق‌العاده سریع تطبیق دهند.

جایی که دانشمندان به دنبال آندهای جدید و بهبودیافته هستند، موادی است که دارای ساختارهای متخلخل در مقیاس نانو هستند. آندهایی با این ماهیت، نویدبخش تماس بیشتر با الکترولیت مایع را می‌دهند که یون‌های لیتیوم را حمل می‌کند. درحالی‌که چنین ساختاری یون‌ها را قادر می‌سازد تا راحت‌تر در مواد الکترود جامد پخش شوند و در نهایت دستگاهی را می‌سازند که بسیار بسیار سریع‌تر شارژ می‌شود.

پلتفرم خودروی الکتریکی ولت

اما تاکنون کاستی‌هایی هم در مواد پیشنهادی وجود دارد. ماهیت نامرتب و تصادفی کانال‌ها در نانوساختار متخلخل می‌تواند باعث فروپاشی آن ساختارها در حین شارژ شود؛ درحالی‌که چگالی و ظرفیت باتری را کاهش می‌دهد و می‌تواند باعث تجمع لیتیوم در سطح آند و کاهش عملکرد آن در هر چرخه شود. علاوه بر این، ساخت آن‌ها پیچیده و شامل مواد شیمیایی خورنده است و ضایعات شیمیایی درخورتوجهی تولید می‌کند.

دانشمندان دانشگاه توئنته بر این باورند که جایگزین مناسبی در ماده‌ای به نام نیکل نیوبات یافته‌اند. برخلاف ماهیت نامنظم محلول‌های قبلی، نیکل نیوبات دارای ساختار کریستالی «باز و منظم» با کانال‌های تکراری و یکسان برای انتقال یون است.

محققان این آند نیکل نیوبات را در یک سلول باتری کامل ادغام کردند و عملکرد آن را آزمایش کردند و دریافتند که نرخ شارژ فوق‌العاده سریع معادل ۱۰ برابر سریع‌تر از باتری‌های لیتیوم یون امروزی ارائه می‌دهد. آن‌ها همچنین خاطرنشان کردند که نیکل نیوبات فشرده‌تر از گرافیت است و بنابراین چگالی انرژی حجمی بالاتری دارد که می‌تواند با نسخه‌های تجاری سلول که سبک‌تر و فشرده‌تر هستند، برابری کند.

دانشمندان همچنین گزارش دادند که ماده آند جدید، ظرفیت بالایی (حدود ۲۴۴ میلی‌آمپر ساعت بر گرم) دارد. از آنجایی که تغییر حجم نیکل نیوبات در حین کار بسیار کم است، ۸۱ درصد از ظرفیت آن در ۲۰،۰۰۰ چرخه حفظ شد. همه‌ی این‌ها بدون آسیب به مواد آند انجام می‌شود؛ درحالی‌که گفته می‌شود فرایند تولید نیکل نیوبات بسیار ساده‌تر از سایر مواد نانوساختار است و نیازی به محیط آزمایشگاهی برای تولید شدن ندارد.

به گفته‌ی محققان، این نتایج پتانسیل ذخیره انرژی آندهای نیکل نیوبات را در دستگاه‌های باتری عملی نشان می‌دهد. آن‌ها پیش‌بینی می‌کنند که آندهای نیکل نیوبات پتانسیل زیادی در کاربردهای شبکه برای نیرو دادن به خودروی برقی دارای نیاز به شارژ سریع دارند یا در حمل و نقل خودروهای الکتریکی سنگین می‌توانند به کار روند.

با این حال، محققان می‌گویند که برای کاربردی شدن و استفاده از این فناوری در وسایل نقلیه برقی استاندارد، تحقیقات و حل مشکلات بیشتری مورد نیاز است. این تحقیق در مجله Advanced Energy Materials منتشر شد.

 

ابوالقاسم اسلامی

هنرآموز مکانیک خودرو ، مترجم و نویسنده

مطالب مشابه

‫۷ دیدگاه‌ها

  1. محمدرضا

    ۱ آذر ۱۴۰۰
    سوابق: (424 ديدگاه)

    سپاس از آقای اسلامی بابت ترجمه این مقاله واقعا کلمات تخصصیه سختی درش به کار رفته .
    ونکته بعد این که دهه آینده سرعت شارژ خودرو های الکتریکی به زیر ۱ دقیقه میرسه. همین الان خودرو های با شارجر ۸۰۰کیلو واتی زیر ۲۰ دقیقه شارج میشن.
    و سرعت ۱۰برابری یعنی زیر ۲ دقیقه.

    موافقم ۱۶
    مخالفم ۳
  2. AMG GT R

    ۱ آذر ۱۴۰۰
    سوابق: (699 ديدگاه)

    تکنولوژی در حال پیشرفت هست
    به احتمال زیاد در آینده سرعت شارژ خودرو های برقی با توان بالا به زیره چند ثانیه خواهد رسید
    حالا چجوری الله اعلم

    موافقم ۱۱
    مخالفم ۰
  3. میثم

    ۱ آذر ۱۴۰۰
    سوابق: (2198 ديدگاه)

    عجب دنیایی شده
    شب می‌خوابی، صبح بیدار می‌شی می‌بینی تمام معادلاتت بهم خورده
    اونا اینجوری
    ما هم یه جور دیگه

    موافقم ۱۴
    مخالفم ۰
    1. AMG GT R

      ۱ آذر ۱۴۰۰
      سوابق: (699 ديدگاه)

      ما از نظر افزایش قیمت
      اونا از نظر پیشرفت در علم

      موافقم ۱۱
      مخالفم ۰
  4. البرز

    ۱ آذر ۱۴۰۰
    سوابق: (4 ديدگاه)

    با این حساب کار خودروهای درون سوز تمومه

    موافقم ۸
    مخالفم ۰
  5. کوبیده

    ۱ آذر ۱۴۰۰
    سوابق: (418 ديدگاه)

    به این میگن علم کارامد

    موافقم ۵
    مخالفم ۰
  6. $ᏗᏰᏖᎥᏁ$

    ۱ آذر ۱۴۰۰
    سوابق: (4319 ديدگاه)

    پس مسئله شارژ حل شد، فقط درمورد ایمنی و بردش باید فکری کنن…

    موافقم ۴
    مخالفم ۰

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفاً از نوشتن به‌صورت پینگلیش، اجتناب نمایید. نظرات حاوی توهین، عبارات غیراخلاقی، سیاسی، مطالب غیر مرتبط، اسپم، ترول و تبلیغاتی پذیرفته نمی‌شوند. برای تغییر آواتار خود می‌توانید از سایت گراواتار استفاده نمایید.

دکمه بازگشت به بالا