پژوهشگران در یک دستاورد نوآورانه، طراحی از یک باتری را ارائه داده‌اند که می‌تواند با استفاده از مواد کمتر آلاینده و بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی را به‌طور چشمگیری نسبت به باتری‌های لیتیوم–یون افزایش داده و چالش‌های محیط‌زیستی ناشی از تولید آنها را کاهش دهد.
در سال‌های اخیر، تقاضا برای مواد و طرح‌های نوین باتری که بتوانند عملکردی فراتر از باتری‌های سنتی ارائه دهند، به سرعت افزایش یافته است. علاوه بر ظرفیت بالاتر ذخیره‌سازی انرژی، یکی از مزایای کلیدی باتری‌های لیتیوم–سولفور این است که نسبت به باتری‌های لیتیوم–یون امروزی، اثر محیط‌زیستی کمتری دارند. باتری‌های لیتیوم–سولفور از موادی استفاده می‌کنند که تأثیر کمتری بر محیط زیست دارند و وابستگی آنها به فلزات کمیاب کمتر است. به عنوان مثال، سولفور که ماده فعال اصلی در این باتری‌ها به‌شمار می‌آید، هم از نظر قیمت مقرون به‌صرفه و هم از نظر دسترسی، نسبت به فلزاتی مانند کبالت و نیکل که در باتری‌های لیتیوم–یون به کار می‌روند، مزیت قابل توجهی دارد.
مدتی است که محققان روی باتری‌های لیتیوم سولفور به عنوان جایگزینی برای باتری‌های لیتیوم یونی تحقیق انجام می‌دهند تا بتوانند نیروی مورد نیاز خودروهای برقی را تامین کنند. علت انتخاب آنها هم این است که می‌توانند چهار برابر باتری‌های لیتیوم یونی انرژی ذخیره کنند. اما باتری‌های لیتیوم سولفوری با مشکلاتی همراه هستند. به عنوان مثال، سولفور درون الکترودها پس از چند بار شارژ و تخلیه‌ی شارژ تحلیل می‌رود یا اینکه پلی‌سولفیدها می‌توانند از کاتد عبور کرده و الکترولیت را فاسد کنند.
یکی دیگر از مشکلات باتری‌های Li-S کنترل آنها در دمای بالاست. محققان باید تضمین کنند که این باتری‌ها در دمای بالا به طور بی‌خطر عمل می‌کنند، اما این کار بسیار سخت است چون این باتری‌ها نقطه‌ی جوش و اشتعال پایینی دارند. حالا محققان دانشگاه وسترن انتاریو (Western Ontario) در همکاری با تیمی از شرکت Canadian Light Source از یک تکنیک جدید برای پوشاندن باتری استفاده کردند که molecular layer deposition یا MLD نام دارد. محققان با این تکنیک می‌توانند باتری‌های سولفور بی‌خطری بسازند که در دمای بالا مقاوم هستند.
محققان کانادایی در مقاله‌ای که در ژورنال Nano Letters منتشر کرده‌اند، توضیح داده‌اند که آنها توانستند با استفاده از تکنیک MLD باتری‌های لیتیوم سولفور بی‌خطر و مقاوم در برابر دمای بالا را با الکترودهای کربن سولفوری بسازند.
«اندی شولیانگ سان» از دانشگاه وسترن انتاریو و سرپرست این تحقیق در یک رویداد مطبوعاتی گفت: «ما نشان دادیم که پوشاندن باتری با تکنیک MLD یک روش کاربردی و امن برای استفاده از باتری‌های لیتیوم سولفوری در دماهای بالا است.»
در این آزمایش‌ها، محققان نشان دادند الکترودهای سولفور کربنی که با تکنیک MLD پوشانده شدند، در دمای 55 درجه‌ی سلسیوس پایدار و با ثبات ماندند و حتی عملکردشان هم بهتر شد. محققان انتظار دارند که این عملکرد خوب بتواند عمر باتری‌های لیتیوم سولفور را در دمای بالا به اندازه‌ی قابل توجهی افزایش دهد.
دیدگاهتان را بنویسید