ببه گزارش کمیاب آنلاین محققان موسسه فناوری ماساچوست به کشف علمی دست یافتند که می تواند سرعت شارژ باتری هایی را که به دستگاه های الکترونیکی و خودرو های الکتریکی نیرو می دهند، متحول کند.
انقلابی در باتری‌ها: مکانیسم "انتقال یون-الکترون جفت‌شده" سدهای شارژ سریع را می‌شکند
باتری‌های لیتیوم-یونی ستون فقرات عصر انرژی مدرن هستند؛ از خودروهای الکتریکی گرفته تا کوچک‌ترین تلفن‌های
هوشمند، همگی برای عملکرد خود به حرکت کارآمد یون‌های لیتیوم بین الکترودها متکی هستند. با این حال، با وجود دهه‌ها پیشرفت، توسعه عملکرد باتری‌ها همچنان بر اساس آزمون و خطا پیش می‌رفت، زیرا نظریه‌های سنتی (که قدمت آن‌ها به بیش از یک قرن می‌رسد) قادر به توضیح عملکرد متناقض مواد مختلف در باتری‌ها نبودند.
اکنون، تیمی از محققان دانشگاه MIT با انتشار یافته‌های خود در مجله معتبر Science، معمای عملکرد باتری را حل کرده‌اند و یک ترفند علمی برای طراحی باتری‌های آینده فاش کرده‌اند.
کشف مکانیسم پنهان شارژ: یون-الکترون جفت‌شده
محققان MIT کشف کردند که کلید واقعی عملکرد باتری در مکانیسمی به نام "انتقال یون-الکترون جفت‌شده" (Coupled Ion-Electron Transfer) نهفته است. بر خلاف تصورات قبلی، یون‌های لیتیوم به تنهایی حرکت نمی‌کنند؛ آن‌ها تنها زمانی به طور مؤثر به سمت الکترودها حرکت می‌کنند که با الکترون‌ها همراه شوند.
مارتین بازانت، استاد ریاضیات در MIT، توضیح می‌دهد: «ما امیدواریم که این کشف موجب تسریع و کنترل دقیق‌تر واکنش‌ها شود و به شارژ و دشارژ سریع‌تر کمک نماید.»
این نظریه جدید به‌طور دقیق نتایج متفاوتی را که قبلاً توسط محققان مشاهده شده بود، توضیح می‌دهد. تیم تحقیقاتی، سرعت واکنش را در بیش از ۵۰ ماده مختلف که در باتری‌های دنیای واقعی (تلفن‌های هوشمند و خودروهای برقی) استفاده می‌شوند، اندازه‌گیری کردند و دریافتند که:
مدل‌های مرسوم، سرعت فرآیند شارژ را بیش از حد واقعی تخمین زده بودند.
نظریه جدید بر اساس داده‌های دنیای واقعی توضیح بسیار دقیق‌تری ارائه می‌دهد.
ترفند عملی: تنظیم الکترولیت برای عمر طولانی‌تر
یکی از یافته‌های مهم دیگر این بود که می‌توان با اصلاح الکترولیت مایع درون باتری (مثلاً با تغییر ترکیبات شیمیایی آن)، به دو هدف کلیدی دست یافت:
-
بهبود قابل توجه سرعت شارژ: تغییرات شیمیایی در مایع می‌تواند فرآیند "انتقال جفت‌شده" را تسهیل کند.
-
کاهش خوردگی: این تنظیمات می‌تواند خوردگی (Corrosion) الکترودها را که عامل اصلی محدود کردن عمر مفید باتری است، به میزان چشمگیری کاهش دهد.
به گفته بازانت، این یافته‌ها به تولیدکنندگان، چارچوب نظری روشنی می‌دهند تا بتوانند باتری‌ها را بر مبنای درک علمی و به جای آزمایش‌های پرهزینه و وقت‌گیر، طراحی کنند.
پروفسور یانگ شاهورن تأکید کرد: «این کار، سال‌ها نتایج متناقض را در یک مدل واحد و جامع متحد می‌کند.» این پیشرفت، مسیر را برای طراحی نسل بعدی باتری‌ها که نه تنها سریع‌تر شارژ می‌شوند، بلکه عمر مفید بسیار طولانی‌تری نیز دارند، هموار می‌کند.
منبع: kamyabonline.com
روزنامه نگار سایت کمیاب آنلاین
مشاهده اخبار
ما اینجا هر روز تلاش می کنیم تا بهترین و جذاب ترین محتواها رو براتون آماده کنیم. فرقی نمی کنه یه گیک کامپیوتر باشی یا فقط دوست داری چیزای باحال یاد بگیری، تو کمیاب آنلاین همیشه یه چیزی پیدا می کنی که برات تازگی داشته باشه. پس اگه از چیزای تکراری خسته شدی و دنبال یه منبع پر از شگفتی و اطلاعات خاص می گردی، همین الان یه سر به KamyabOnline.com بزن و اجازه بده ما تو رو شگفت زده کنیم!
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
دیدگاه ها
ثبت دیدگاه
آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای الزامی علامت گذاری شده اند *
آخرین مطالب مرتبط