تحولی نوین در باتری ها با یاری فناوری نانو - مجله 90 جعبه

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، دوره ای را تصور کنید که تلفن های همراه هفته ها شارژ نگه می دارند و خودرو های برقی می توانند هزار کیلومتر را بدون احتیاج به شارژ طی کند.

به تازگی محققان دانشگاه دکین، با مشارکت شرکت تازه تأسیس استرالیایی لی اس انرژی (Li-S Energy Ltd) یک باتری جدید گوگرد لیتیوم فراوری کردند که گامی عظیم در جهت تغییر صنعت باتری در دنیا است و ممکن است به زودی افزایش ظرفیت باتری ها را به یک واقعیت تبدیل کند.

باتری های لیتیوم سولفور (Li-S) باتری های نسل بعدی با ظرفیت انرژی قابل توجهی بالاتر از باتری های لیتیوم یونی هستند. با این حال، تا کنون این باتری ها محدودیت شدیدی در عملکرد خود داشته اند، به طوری که طی چند دوره شارژ/دشارژ ممکن است تخریب شوند.

تیم تحقیقاتی فناوری نانو دانشگاه دکین، برای بهبود عملکرد باتری های Li-S با حفظ ظرفیت انرژی بالا و همچنین جلوگیری از تخریب قابل توجه بعد از 450 دوره چرخه شارژ و تخلیه، از نانوموادی نظیر نانولوله های بورون نیترید (BNNT) استفاده نموده است.

نتایج آزمون های صورت گرفته روی این باتری نانویی جدید نشان می دهد که پس از 450 دوره شارژ/دشارژ مداوم این باتری ها دچار افت عملکرد نشده اند و ظرفیت ویژه در بیش از 550 mAh / g حفظ شده است که 3 برابر ظرفیت ویژه باتری های یونی لیتیوم است.

سه چالش اساسی برای ایجاد باتری Li-S با کارایی بالا وجود دارد:

مهندسی یک رابط رسانا در کاتد گوگرد

کنترل یکپارچگی ساختاری کاتد در فرآیند شارژ/دشارژ طولانی

جلوگیری از رشد دندریت از آند فلز لیتیوم

استفاده از نانولوله ها موجب تاثیر مثبت روی هر سه چالش فوق شده است و باعث عملکرد مطلوب بین لیتیوم و گوگرد را در یک دستگاه ذخیره انرژی شده است.

در حال حاضر، لی اس انرژی دو اختراع در دست ثبت دارد که مربوط به بهبود عملکرد باتری با استفاده از BNNT است. فناوری جدید تحت پوشش این اختراع ثبت شده این توانایی را دارد که فراوری باتری های گوگرد لیتیوم در مقیاس عظیم را برای اولین بار از نظر تجاری عملی سازد.

شرکت لی اس انرژی میخواهد طراحی این باتری های نانویی را بهینه کند و سپس فراوری باتری های جدید را طی سال های آینده افزایش دهد.

تحقیقات و فراوریات اولیه این محصول در بخش فراوری پیشرفته دانشگاه دکین انجام و از محققان این دانشگاه و امکانات شتاب دهنده منیوفیوچر دانشگاه دکین استفاده شده است.

نانولوله های بورون نیترید توسط یکی از مراکز مستقر در منیوفیوچر یعنی شرکت بی ان ان تی تکنولوژی (BNNT Technology Ltd) تهیه شده است.

شرکت لی اس انرژی و بی ان ان تی تکنولوژی هر دو سرمایه گذار مشترک بین دانشگاه دکین و گروه PPK هستند. شرکت لی اس انرژی به تازگی 20 میلیون دلار برای حمایت از توسعه مستمر این فناوری سرمایه جمع نموده است.