این باتری به سلطه باتری های لیتیوم-یون خاتمه خواهد داد به گزارش سیبکس، محققان یک باتری کلسیم-یون حالت شبه جامد ساخته اند که انتقال یون و پایداری چرخه را بهبود می بخشد و با عمر 1000 چرخه می تواند فرمانروایی باتری های لیتیوم-یون را به چالش بکشد. به گزارش سیبکس به نقل از ایسنا، محققان دانشگاه علوم و فناوری هنگ کنگ(HKUST) نوع جدیدی از باتری کلسیم-یون را توسعه داده اند که می تواند با بهبود پایداری و عملکرد، فناوری لیتیوم-یون را به چالش بکشد. این تیم این سیستم را با استفاده از الکترولیت های حالت شبه جامد مبتنی بر چارچوب های آلی کووالانسی فعال اکسایش-کاهش ساختند. باتری های کلسیم-یون بعنوان جایگزینی امیدوارکننده برای باتری های لیتیوم-یون درنظر گرفته می شوند، برای اینکه کلسیم، فراوان و ارزان است. آنها همین طور یک پنجره الکتروشیمیایی قابل مقایسه ارایه می دهند، اما استقرار عملی به سبب انتقال ضعیف یون و چرخه ناپایدار متوقف شده است. باتری های لیتیوم-یون بر بازار امروز تسلط دارند و به وسایل نقلیه الکتریکی، سیستم های ذخیره سازی شبکه و لوازم الکترونیکی مصرفی نیرو می دهند. در عین حال، منابع لیتیوم محدود هستند و بهبود بیشتر چگالی انرژی بطور رو به ازدیادی دشوار می شود. این امر جستجو برای شیمی باتری های نسل بعدی را شدت بخشیده است. سیستم های کلسیم-یون با یک چالش اساسی که حرکت کارآمد یون های +Ca2 بوسیله الکترولیت در عین حفظ پایداری ساختاری در چرخه های شارژ و تخلیه شارژ گوناگون است، روبرو هستند. بدون انتقال سریع یون، عملکرد کاسته می شود و تخریب تسریع می شود. حل گلوگاه یون تیم تحقیقاتی با طراحی چارچوب های آلی کووالانسی غنی از کربونیل که بعنوان الکترولیت های شبه جامد عمل می کنند، به این مسئله پرداخت. این مواد کانال های هم ترازی ایجاد می کنند که یون های کلسیم را بوسیله ساختار هدایت می کنند. بگفته پژوهشگران، الکترولیت های جدید به رسانایی یونی 0.46 میلی زیمنس بر سانتی متر و قابلیت انتقال +Ca2 بالاتر از 0.53 در دمای اتاق رسیدند. مطالعات تجربی و شبیه سازی نشان داد که یون های کلسیم به سرعت در امتداد گروههای کربونیل هم تراز در داخل منافذ منظم COF حرکت می کنند. این طراحی مواد، تیم را قادر ساخت تا یک سلول باتری کامل کلسیم-یون را مونتاژ کند. این سیستم ظرفیت ویژه بازگشت پذیر 155.9 میلی آمپر ساعت بر گرم را در 0.15 آمپر بر گرم ارایه داد. همین طور بعد از ۱۰۰۰ چرخه، بالاتر از ۷۴.۶ درصد از ظرفیت خودرا در یک آمپر بر گرم حفظ کرد. این اعداد نشان داده است که این فناوری خصوصاً در کاربردهایی که پایداری و هزینه در اولویت هستند، به استفاده عملی نزدیک تر می شود. پروفسور یونسئوب کیم(Yoonseob Kim)، دانشیار گروه مهندسی شیمی و زیست شناسی در HKUST اظهار داشت: تحقیقات ما پتانسیل دگرگون کننده باتری های کلسیم-یون را بعنوان جایگزینی پایدار برای فناوری لیتیوم-یون برجسته می کند. با استفاده از خواص منحصر به فرد چارچوب های آلی کووالانسی اکسایش-کاهش، قدمی مهم در راستای تحقق راهکارهای ذخیره سازی انرژی با کارآیی بالا برداشته ایم که می تواند نیازهای آینده ای سبزتر را برآورده کند. پیش به طرف جایگزین های لیتیوم این پیشرفت یکی از بزرگترین نقاط ضعف سیستم های کلسیم-یون را هدف قرار می دهد که انتقال کند کاتیون است. این تیم با بهبود تحرک یون در عین حفظ یکپارچگی ساختاری، هم به مسئله کارآیی و هم به دوام پرداخت. الکترولیت های حالت شبه جامد همین طور مزایای ایمنی نسبت به سیستم های مایع ارایه می دهند، خطرات نشت را کم می کنند و پایداری مکانیکی را بهبود می بخشند. این می تواند این فناوری را برای وسایل نقلیه الکتریکی و ذخیره سازی در مقیاس شبکه که در آن ایمنی و عمر طولانی خیلی مهم می باشد، جذاب کند. این مطالعه با همکاری پژوهشگران دانشگاه شانگهای جیائو تونگ(Shanghai Jiao Tong) انجام شد. در صورتیکه برای مقیاس بندی این فناوری و اعتبارسنجی قابلیت تجاری طولانی مدت به کار بیشتری نیاز است، نتایج نشان داده است که باتری های کلسیم-یون می توانند به معیارهای عملکرد رقابتی نزدیک شوند. با شتاب گرفتن گذار جهانی انرژی، شیمی باتری فراتر از لیتیوم مورد توجه قرار گرفته است و پیشرفت هایی از این دست نشان داده است که سیستم های مبتنی بر کلسیم می توانند قسمتی از ترکیب ذخیره سازی انرژی آینده باشند. این یافته ها در مجله Advanced Science انتشار یافته است. . به اجمال، سیستم های کلسیم-یون با یک چالش اساسی که حرکت کارآمد یون های +Ca2 بوسیله الکترولیت در عین حفظ پایداری ساختاری در چرخه های شارژ و تخلیه شارژ مختلف است، روبرو هستند. این سیستم ظرفیت ویژه برگشت پذیر 155.9 میلی آمپر ساعت بر گرم را در 0.15 آمپر بر گرم ارائه داد. این یافته ها در مجله Advanced Science انتشار یافته است. 1404/11/26 09:17:38 5.0 / 5 7 تگهای خبر: ارز , الكترونیك , الكترونیكی , ایمنی این مطلب سیبکس را پسندیدید؟ (1) (0) X تازه ترین مطالب مرتبط نخستین آزمایش موفقیت آمیز رابط بی سیم مغز و کامپیوتر در فضا واگذاری شتاب زده و غیرکارشناسی واحدهای پتروشیمی سبب فروپاشی سیستم ارزش این صنعت شد اوریگامی DNA، کلید نظم بخشی مولکولی در نیمه رساناهای دوبعدی نسل تازه ای از نانوذرات هوشمند برای نابودی پروتئین های مرگ آور نظرات بینندگان سیبکس در این مورد نظر شما در مورد این مطلب نام: ایمیل: نظر: سوال: = ۲ بعلاوه ۱