هزار کیلومتر رانندگی بدون نیاز به شارژ باتری!
گردو دانلود: نوعی الکترولیت حالت جامد برای خودرو های برقی تولید شده که تا نزدیک هزار کیلومتر رانندگی را بدون نیاز به شارژ مجدد، ممکن می کند.
به گزارش گردو دانلود به نقل از مهر، باتری های لیتیوم فلزی تمام حالت جامد (LMBs) راهکار امیدوارکننده ای برای ذخیره سازی انرژی هستند؛ در این باتری ها از آند فلزی لیتیوم و الکترولیت های حالت جامد (SSEs) استفاده می شود. برخلاف الکترولیت های مایع موجود در باتری های لیتیومی معمولی، الکترولیت این باتری ها بصورت کامل جامد است. در صورتیکه باتری های لیتیوم فلزی تمام حالت جامد می توانند چگالی انرژی بطور قابل توجه بالاتری در مقایسه با باتری های لیتیوم یونی (LiBs) عرضه کنند، الکترولیت های جامد موجود در آنها مستعد رشد دندریت هستند که ثبات و ایمنی آنها را کم می کند.
محققان دانشگاه وسترن در کانادا، دانشگاه مریلند در آمریکا و چند مرکز تحقیقاتی دیگر، یک الکترولیت حالت جامد β-Li۳N با ظرفیت بالا و رسانایی قابل توجه طراحی نموده اند. این الکترولیت می تواند چرخه پایدار LMB های تمام حالت جامد را حفظ کند و تجاری سازی آنها را تسهیل نماید.
ویهان لی، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: «هدف اولیه کار ما توسعه الکترولیت های حالت جامد رسانای فوق یونی پایدار برای LMB های تمام حالت جامد است که خصوصاً در وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) قابل استفاده باشند.
بازار خودرو های برقی رشد سریعی را تجربه می کند، اما محدودیت کلیدی همچنان برد کوتاه ۳۰۰ تا ۴۰۰ مایل (۴۸۰ تا ۶۵۰ کیلومتر) در هر بار شارژ است، که به سبب چگالی انرژی محدود (حدود ۳۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم) باتری های لیتیوم یون معمولی است. باتری های فلزی لیتیومی حالت جامد با ارائه پتانسیل دستیابی به چگالی انرژی تا ۵۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم، چاره ای امیدوارکننده برای این چالش هستند. در نتیجه برد رانندگی را به بالای ۶۰۰ مایل (۹۶۰ کیلومتر) در هر شارژ می افزایند.
تا کنون، یکی از چالش های کلیدی در توسعه LMB های تمام حالت جامد، فقدان SSE های ایمن، قابل اعتماد و با عملکرد بالا بوده است. هدف اصلی کار اخیر لی و همکارانش طراحی یک الکترولیت جدید بود.
در آزمایش های اولیه، الکترولیت های حالت جامد β-Li۳N جدید و غنی از فضاهای خالی طراحی شده توسط این تیم، بهبودی ۱۰۰ برابری در هدایت یونی و پایداری بیشتر در مقایسه با Li۳N تجاری نشان داد. بنابراین، این ماده امیدوارکننده می تواند برای غلبه بر محدودیت های مربوط به توسعه LMB های تمام حالت جامد با کارآیی بالا کمک نماید.
محققان الکترولیت های حالت جامد غنی از فضاهای خالی را با بهره گیری از پروسه آسیاب گلوله ای با انرژی بالا سنتز کردند. این پروسه برای ایجاد سایت های خالی بصورت کنترل شده مورد استفاده قرار گرفت که در نهایت خواص آنرا افزایش داد.
لی توضیح داد: «این الکترولیت جدید پایداری شیمیایی عالی در مقابل فلز لیتیوم نشان میدهد و ساخت LMB های تمام حالت جامد با چرخه طولانی را ممکن می سازد. این ماده همین طور در هوای خشک پایداری بالایی دارد و آنرا برای تولید در مقیاس صنعتی در محیط های اتاق خشک مناسب می کند.»
نتایج این پروژه در قالب مقاله ای با عنوان Superionic conducting vacancy-rich β-Li۳N electrolyte for stable cycling of all-solid-state lithium metal batteries در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.
منبع: gerdoodl.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب