باتریهای شارژی جدید با هر دمایی قابلیت شارژ دارند
در سرما باید همراه را شناخت
فکر کنید به کشور سوئد سفر کردهاید. چرا دور بروید؛ فکر کنید به شهر زنجان یا اردبیل یا ده کندوان سفر کردهاید و تصمیم دارید از طبیعت و آثار باستانی این کشور و شهرهای و روستاهای خودمان عکس یادگاری بگیرید. دوربین شما را نگاه میکند! و امکان عکس گرفتن وجود ندارد؛ چرا؟ چون دمای هوا از حدی پایینتر رفت و باتری دوربین همراهی نمیکند! یخ کرده و ترجیح میدهد انرژی خود را مصرف نکند. چه حالی خواهید داشت؟ بعد از برق، بیتردید باتری و پس از آن نیز باتریهای شارژی انقلابی در زندگی انسان ایجاد کردند. اما همین دوستان عزیز، گاهی میل به همراهی ندارند و درست سربزنگاه، دست از همراهی برمیدارند. این مسأله چرا اتفاق میافتد و پژوهشگران به تازگی به چه فناوریای در این خصوص دست یافتهاند؟ ببینیم.
پژمان سلطانی روزنامهنگار
ذخیره انرژی در باتریها علاوه بر اینکه زندگی دیجیتالی بشر امروز را متحول کرد، بلکه راهکار خوبی نیز برای کاهش مصرف منابع انرژی فسیلی به حساب میآید. اما تغییر دما و سرد شدن هوا، باعث میشود باتریها قهر و کار نکنند و این درست نقطه چالش بین انسان و باتریهای شارژی است! باتریهای آبی (در محلول مایع) از نظر قابلیت سرعت (معیار انرژی تخلیه شده در واحد زمان)، در دمای پایین بهتر از باتریهای غیرآبی عمل میکنند. اما این به معنای فعالیت خیلی بالای آنها در دمای پایین نیست. اما به نظر میرسد قرار است تغییراتی در این مورد ایجاد شود. پژوهشهای مهندسان دانشگاه چین در هنگکنگ که به تازگی در مجله «انرژی تحقیقاتی نانو» به چاپ رسیده نشان میدهد با استفاده از عناصر بهینه الکترولیتهای آبی در طراحی این نوع باتریها میتوان از آنها در دمای پایین نیز بدون اختلال در عملکرد استفاده کرد. در این پژوهش ویژگیهای فیزیکوشیمیایی الکترولیتهای آبی (که عملکرد آنها را در باتریها تعیین میکند) را بر اساس معیارهای متعدد از جمله نمودارهای فاز، نرخهای متعدد انتشار یون و سنتتیک واکنشهای ردوکس مورد سنجش قرار دادهاند.
باید شیمی و فیزیک آنها را بدانند
چالش اصلی درباره باتریهای آبی در دمای پایین، انجماد الکترولیت است. پس از این اتفاق یونها به آرامی منتشر میشوند و در نتیجه سنتتیک ردوکس و انتقال الکترونها به کندی انجام خواهد شد. این شاخصها ارتباط نزدیکی با خواص فیزیکوشیمیایی الکترولیتهای آبی با دمای پایین داشته و این مورد درباره باتریها در دست تصحیح و تغییر است. برای این منظور باید از عملکرد باتریها و واکنش الکترولیتها به سرما (منفی 50 تا 95 درجه سانتگراد) آگاه شد و به گفته «یی چون لو»، دانشیار دانشگاه و سخنگوی این گروه تحقیقاتی برای به دست آوردن باتریهای آبی با دمای پایین (LT-Abs) با کارایی بالا، بررسی ویژگیهای فیزیک و شیمیایی وابسته به دمای الکترولیتهای آبی برای هدایت در دمای پایین مهم است.
آنچه به آن رسیدهاند
«یی چو لو سر» مهندس این پژوهش، نتیجه تحقیقات انجام شده را اینطور خلاصه کرده و میگوید: «الکترولیتهای آبی ضد یخ ایدهآل، نهتنها باید دمای انجماد پایینی از خود نشان دهند، بلکه دارای توانایی فوق سردکنندگی قوی نیز هستند.» او اضافه میکند: «توانایی سرد کردن بالا (ابر سرد کردن) را میتوان با بهبود حداقل زمان تبلور (t) و افزایش مقدار نسبت دمای انتقال شیشهای و دمای انجماد الکترولیتها محقق کرد.» این استاد دانشگاه در پایان میگوید: «در تلاش هستیم باتریهای آبی با دمای پایین یا (LT- Abs) را با طراحی الکترولیتهای آبی با دمای انجماد پایین، توانایی فوق سردکنندگی قوی، رسانایی یونی بالا و سنتتیک ردوکس سطحی سریع بسازیم و در این زمینه نیز به نتایج خوبی دست یافتهایم.»
باید شیمی و فیزیک آنها را بدانند
چالش اصلی درباره باتریهای آبی در دمای پایین، انجماد الکترولیت است. پس از این اتفاق یونها به آرامی منتشر میشوند و در نتیجه سنتتیک ردوکس و انتقال الکترونها به کندی انجام خواهد شد. این شاخصها ارتباط نزدیکی با خواص فیزیکوشیمیایی الکترولیتهای آبی با دمای پایین داشته و این مورد درباره باتریها در دست تصحیح و تغییر است. برای این منظور باید از عملکرد باتریها و واکنش الکترولیتها به سرما (منفی 50 تا 95 درجه سانتگراد) آگاه شد و به گفته «یی چون لو»، دانشیار دانشگاه و سخنگوی این گروه تحقیقاتی برای به دست آوردن باتریهای آبی با دمای پایین (LT-Abs) با کارایی بالا، بررسی ویژگیهای فیزیک و شیمیایی وابسته به دمای الکترولیتهای آبی برای هدایت در دمای پایین مهم است.
آنچه به آن رسیدهاند
«یی چو لو سر» مهندس این پژوهش، نتیجه تحقیقات انجام شده را اینطور خلاصه کرده و میگوید: «الکترولیتهای آبی ضد یخ ایدهآل، نهتنها باید دمای انجماد پایینی از خود نشان دهند، بلکه دارای توانایی فوق سردکنندگی قوی نیز هستند.» او اضافه میکند: «توانایی سرد کردن بالا (ابر سرد کردن) را میتوان با بهبود حداقل زمان تبلور (t) و افزایش مقدار نسبت دمای انتقال شیشهای و دمای انجماد الکترولیتها محقق کرد.» این استاد دانشگاه در پایان میگوید: «در تلاش هستیم باتریهای آبی با دمای پایین یا (LT- Abs) را با طراحی الکترولیتهای آبی با دمای انجماد پایین، توانایی فوق سردکنندگی قوی، رسانایی یونی بالا و سنتتیک ردوکس سطحی سریع بسازیم و در این زمینه نیز به نتایج خوبی دست یافتهایم.»