ساخت باتری لیتیوم-گوگرد از مواد بازیافتی جلیقه ضدگلوله

دانشمندان توانستند از مواد بازیافتی جلیقه های ضدگلوله، باتری لیتیوم-گوگردی بسازند.

کد خبر: ۲۳۹۶۰۱

تاریخ انتشار:۲۳ بهمن ۱۴۰۰ - ۲۰:۱۷ - 12 February 2022

به گزارش روزپلاس، یک بیانیه مطبوعاتی نشان می‌دهد که محققان دانشگاه میشیگان به پیشرفت جدیدی در باتری‌های لیتیوم-گوگرد دست یافته اند که منجر به افزایش پنج برابری انرژی باتری‌ها شده است.

به گزارش آی ای؛ توسعه این باتری‌های جدید، جایگزین قوی‌تر و همچنین پایدارتری برای باتری‌های لیتیوم-یونی است که به معدن کبالت متکی هستند و مقدار زیادی گاز CO۲ در طول تولید منتشر می‌کنند.

باتری‌های ساخته شده از کولار بازیافتی

دانشمندان از شبکه‌ای از نانوالیاف آرامید بازیافت شده از کولار، که معمولاً در جلیقه‌های ضد گلوله استفاده می‌شود، برای تثبیت واکنش شیمیایی بین آند لیتیوم و کاتد گوگرد در باتری استفاده کردند.

علاوه بر ظرفیت کلی بهبود یافته، دانشمندان می‌گویند که باتری بیش از ۱۰۰۰ چرخه شارژ دارد. آن‌ها تخمین می‌زنند که عمر باتری در صورت نصب در یک وسیله نقلیه الکتریکی ۱۰ سال است. نیکلاس کوتوف، سرپرست پروژه، در بیانیه‌ای گفت: "تعدادی گزارش وجود دارد که ادعا می‌کنند چند صد چرخه برای باتری‌های لیتیوم-گوگرد وجود دارد، اما با هزینه سایر پارامترها، ظرفیت، نرخ شارژ، انعطاف‌پذیری و ایمنی، به دست می‌آید. " چالشی که امروزه وجود دارد، ساخت باتری است که نرخ استفاده را از ۱۰ چرخه قبلی به صد‌ها چرخه افزایش دهد و چندین مورد دیگر از جمله هزینه را برآورده کند.

با استفاده از یک غشای آرامید، محققان توانستند از تشکیل لیتیوم-گوگرد که به عنوان پلی سولفید نیز شناخته می‌شود، در باتری جلوگیری کنند که ظرفیت کلی آن را کاهش می‌دهد. این غشا به یون‌های لیتیوم اجازه می‌داد تا از لیتیوم به سولفور بروند.

یک باتری تقریبا کامل

محققان دانشگاه میشیگان همچنین خاطرنشان کردند که این باتری‌ها را می‌توان با بازیافت جلیقه‌های ضد گلوله و سایر محصولات ساخته شده با استفاده از کولار تولید کرد. همچنین بدست آوردن گوگرد بسیار ساده‌تر از کبالت است، به این معنی که باتری‌های آن‌ها را می‌توان به روشی اخلاقی‌تر و پایدارتر تولید کرد.

پروفسور کوتوف یک درخواست ثبت اختراع برای غشای آرامید به ثبت رسانده و حتی قصد دارد شرکتی برای بازاریابی این فناوری جدید تأسیس کند. او توضیح داد که طراحی باتری تقریبا بی نقص است و از نظر ظرفیت و کارایی به محدودیت‌های نظری فناوری رسیده است.

به گفته کوتوف، دستیابی به سطوح رکورد برای پارامتر‌های متعدد برای خواص مواد چندگانه چیزی است که اکنون برای باتری‌های ماشین مورد نیاز است. مهندسی بیومیمتیک این باتری‌ها دو مقیاس مولکولی و نانومقیاس را ادغام کرده اند. کوتوف ظرفیت و کارایی نمونه اولیه را «تقریباً عالی» توصیف کرد، زیرا به محدودیت‌های نظری برای این نوع فناوری نزدیک است.

مزایای باتری‌های لیتیوم-گوگردی

باتری‌های لیتیوم-گوگرد قادر به تحمل دمای شدید، هم گرم و هم سرد هستند و پایداری شان از باتری‌های لیتیوم یونی بیشتر است. از طریق بازیافت جلیقه‌های ضد گلوله، می‌توان الیاف آرامید مورد نیاز غشا را به دست آورد. دریافت گوگرد آسان‌تر از کبالت مورد استفاده در باتری‌های لیتیوم یونی است.

باشگاه خبرنگاران