| تاریخ ارسال: 1399/1/16 |
دستیابی به موفقیت در باتری های آلی باعث سازگار با محیط زیست شدن باتری های لیتیوم-یونی می شود
پژوهشگران دانشگاه یورک راهی را برای دوستدار محیط زیست کردن بیشتر باتری های لیتیومی با حفظ عملکرد، پایداری و ظرفیت ذخیره سازی، پیدا کرده اند.
باتریهای لیتیوم یونی از فلزات سمی و سنگین استفاده می کنند که میتوانند هنگام استخراج از زمین، محیط را تحت تأثیر قرار دهند و دفع ایمن آنها دشوار است. کبالت یکی از آن فلزات سنگین است که در الکترودهای باتری مورد استفاده قرار میگیرد. بخشی از مشکل این است که لیتیوم و کبالت به وفور در دسترس نیستند و منابع آن در حال تحلیل رفتن است.
استفاده از مواد ارگانیک راه به جلو است و پژوهشگرانی مانند پروفسور توماس بامگارتنر از دانشکده علوم و تیم وی مشغول تهیه و آزمایش مولکولهای جدید برای یافتن جایگزینی مناسب برای فلزات نادر در حال استفاده هستند.
وی میگوید: "مواد الکترودی آلی برای باتریهای پایدار و دارای توان بالا، مواد بسیار امیدوار کنندهای محسوب میشوند."
آخرین موفقیت آنها ایجاد یک مولکول آلی جدید بر پایهی کربن است که میتواند جایگزین کبالتی شود که اکنون در کاتدها یا الکترودهای مثبت در باتریهای لیتیوم-یونی مورد استفاده قرار میگیرد. مواد جدید ضمن حفظ کارایی، کاستیهای مواد معدنی را برطرف میکند.
باومگارتنر میگوید: "الکترودهای ساخته شده با مواد ارگانیک میتوانند تولید، بازیافت یا دفع در مقیاس بزرگ این عناصر را بیشتر سازگار با محیط زیست کنند. "هدف ما ایجاد باتریهای پایداری است که با ثبات بوده و در صورت عدم داشتن ظرفیت بهتر، به همان اندازه خوب باشند. "
این پژوهش در جلد مارس ژورنال Batteries & Supercaps انتشارات ChemPubSoc منتشر شده و به نمایش گذاشته شده است.
وی میگوید: "با این نوع خاص از مولکولهایی که ساخته ایم، جزء فعال الکتریکی برای باتریها بسیار مناسب است زیرا در ذخیرهی بار الکتریکی بسیار خوب است و از پایداری طولانی مدت خوبی برخوردار است."
باومگارتنر و گروه او قبلاً در مقاله ای که در مجله Advanced Energy Material منتشر شده بود، در مورد جزء فعال الکتریکی گزارش داده اند.
ما این جزء فعال الکتریکی را بهینه کرده ایم و آن را در باتری قرار داده ایم. ولتاژ بسیار خوبی دارد، تا ۵/۳ ولت، که در واقع ولتاژ در حال حاضر باتریهای فعلی است. "این یک گام مهم در ساخت باتریهای کاملاً آلی و پایدار است."
باومگارتنر به همراه پژوهشگران فوق دکترا کالین برایدز و مونیکا استولار نیز نشان داده اند که این ماده در عملکرد طولانی مدت با قابلیت شارژ و تخلیه 500 چرخه پایدار است. یکی از معایب الکترودهای معدنی این است که هنگام شارژ کردن گرمای قابل توجهی ایجاد میکنند و به دلایل ایمنی نیاز به تخلیه محدود دارند. این مولکول جدید آن کاستی را برطرف کرده است.
بامگارتنر میگوید، مرحله بعدی، بهبود بیشتر ظرفیت است. تیم وی در حال تولید نسل بعدی مولکولهایی است که توانایی افزایش ظرفیت فعلی را نشان میدهد.
منبع: https://scitechdaily.com/organic-battery-breakthrough-makes-lithium-ion-batteries-more-environmentally-friendly/
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی
باتریهای لیتیوم یونی از فلزات سمی و سنگین استفاده می کنند که میتوانند هنگام استخراج از زمین، محیط را تحت تأثیر قرار دهند و دفع ایمن آنها دشوار است. کبالت یکی از آن فلزات سنگین است که در الکترودهای باتری مورد استفاده قرار میگیرد. بخشی از مشکل این است که لیتیوم و کبالت به وفور در دسترس نیستند و منابع آن در حال تحلیل رفتن است.
استفاده از مواد ارگانیک راه به جلو است و پژوهشگرانی مانند پروفسور توماس بامگارتنر از دانشکده علوم و تیم وی مشغول تهیه و آزمایش مولکولهای جدید برای یافتن جایگزینی مناسب برای فلزات نادر در حال استفاده هستند.
وی میگوید: "مواد الکترودی آلی برای باتریهای پایدار و دارای توان بالا، مواد بسیار امیدوار کنندهای محسوب میشوند."
آخرین موفقیت آنها ایجاد یک مولکول آلی جدید بر پایهی کربن است که میتواند جایگزین کبالتی شود که اکنون در کاتدها یا الکترودهای مثبت در باتریهای لیتیوم-یونی مورد استفاده قرار میگیرد. مواد جدید ضمن حفظ کارایی، کاستیهای مواد معدنی را برطرف میکند.
باومگارتنر میگوید: "الکترودهای ساخته شده با مواد ارگانیک میتوانند تولید، بازیافت یا دفع در مقیاس بزرگ این عناصر را بیشتر سازگار با محیط زیست کنند. "هدف ما ایجاد باتریهای پایداری است که با ثبات بوده و در صورت عدم داشتن ظرفیت بهتر، به همان اندازه خوب باشند. "
این پژوهش در جلد مارس ژورنال Batteries & Supercaps انتشارات ChemPubSoc منتشر شده و به نمایش گذاشته شده است.
وی میگوید: "با این نوع خاص از مولکولهایی که ساخته ایم، جزء فعال الکتریکی برای باتریها بسیار مناسب است زیرا در ذخیرهی بار الکتریکی بسیار خوب است و از پایداری طولانی مدت خوبی برخوردار است."
باومگارتنر و گروه او قبلاً در مقاله ای که در مجله Advanced Energy Material منتشر شده بود، در مورد جزء فعال الکتریکی گزارش داده اند.
ما این جزء فعال الکتریکی را بهینه کرده ایم و آن را در باتری قرار داده ایم. ولتاژ بسیار خوبی دارد، تا ۵/۳ ولت، که در واقع ولتاژ در حال حاضر باتریهای فعلی است. "این یک گام مهم در ساخت باتریهای کاملاً آلی و پایدار است."
باومگارتنر به همراه پژوهشگران فوق دکترا کالین برایدز و مونیکا استولار نیز نشان داده اند که این ماده در عملکرد طولانی مدت با قابلیت شارژ و تخلیه 500 چرخه پایدار است. یکی از معایب الکترودهای معدنی این است که هنگام شارژ کردن گرمای قابل توجهی ایجاد میکنند و به دلایل ایمنی نیاز به تخلیه محدود دارند. این مولکول جدید آن کاستی را برطرف کرده است.
بامگارتنر میگوید، مرحله بعدی، بهبود بیشتر ظرفیت است. تیم وی در حال تولید نسل بعدی مولکولهایی است که توانایی افزایش ظرفیت فعلی را نشان میدهد.
منبع: https://scitechdaily.com/organic-battery-breakthrough-makes-lithium-ion-batteries-more-environmentally-friendly/
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی