یک استارت آپ بدنبال توسعه باتری برای قطار و هواپیما
پرتوبلاگ: استاد دانشگاه نورث وسترن و موسس استارتاپ ولکسیون (Volexion) آینده ای را تصور می کند که در آن باتری ها می توانند انرژی کامیون ها برای قطارهای باری و هواپیماها را تامین کنند.
به گزارش پرتوبلاگ به نقل از مهر، هرسام استاد دانشگاه نورث وسترن و موسس استارتاپ ولکسیون (Volexion) می گوید: فکر می کنم هواپیماهای باتری دار درآینده وارد بازار می شوند. هم اکنون، ما پهپادهایی داریم که با باتری کار می کنند. هواپیماهای بدون سرنشین آشکارا با ۷۴۷ بسیار متفاوت بوده، اما گام مهمی در این راه هستند. کامیون های باتری دار هم اکنون درحال ساخت هستند. قطارها و سپس هواپیماها نیز با باتری کار خواهند کرد.
البته، هیچ یک از این نوآوری های انقلابی با باتری های لیتیوم یونی که هم اکنون در بازار موجود هستند، اتفاق نمی افتد. باتری های فعلی نه فقط شارژ کافی برای تامین انرژی خودرو های دوربرد را ندارند، بلکه ساعت ها طول می کشد تا باردیگر شارژ شوند، به مرور زمان ظرفیت خودرا از دست می دهند و وقتی خارج از محدوده پایداری خود قرار می گیرند حتی می توانند شعله ور شوند.
باتری های لیتیوم یونی از سه جزء تشکیل شده اند: آند (یون های لیتیوم را در هنگام شارژ نگه می دارد)، کاتد (یون های لیتیوم را در هنگام تخلیه نگه می دارد) و الکترولیت (یون های لیتیوم را انتقال می دهد). همانطور که باتری شارژ و تخلیه می شود، یون ها به عقب و جلو حرکت می کنند. هنگامی که باتری درحال استفاده است، یون ها از آند به کاتد می روند. هنگامی که باتری شارژ می شود، یون ها از کاتد به آند بر می گردند.
مشکلات به طور معمول در سطح مشترک ناپایدار بین الکترولیت و کاتد رخ می دهد. برای دادن چگالی انرژی بالا به باتری، کاتد در ولتاژهای بالا کار می کند، ولتاژهای بالاتر از توان الکترولیت، الکترولیت را تخریب می کند و موجب ایجاد لایه ای در سطح کاتد می شود. این فیلم مانعی برای یون ها بوجود می آورد که تلاش می کنند به عقب و جلو حرکت کنند و موجب می شود ظرفیت باتری در طول زمان کم شود. اگر محفظه باتری لطمه ببیند، خرابی فاجعه بارتر همچون آتش گرفتن باتری ممکنست رخ دهد.
هرسام اظهار داشت: این یک وضعیت ناپایدار است که در آن انواع واکنش های شیمیایی ناخواسته رخ می دهد. این واکنش های شیمیایی منجر به تجزیه الکترولیت می شود و ورود و خروج لیتیوم به کاتد یا آند را مشکل تر می کنند. فیلم روی سطح کاتد میزان ذخیره لیتیوم و سرعت شارژ و تخلیه را به خطر می اندازد. تخریب الکترولیت همین طور می تواند موجب مشکلات ایمنی شود که در تراکم انرژی بالا مورد نیاز برای کار با وسایل نقلیه بزرگ حتی شدیدتر می شود.
هرسام که متخصص مواد دو بعدی است، به این فکر می کرد که آیا می تواند با پوشاندن کاتد باتری با یک لایه محافظ گرافنی، تخریب ناخواسته را مهار کند. وقتی او این تکنیک را بررسی کرد، نتیجه چشم گیر بود.
روش او با کپسوله سازی موفقیت آمیز کاتد، منجر به تولید باتری پرانرژی شد که برد رانندگی خودرو های الکتریکی را زیاد می کند، ایمنی را ارتقا می بخشد، پایداری را بهبود می بخشد و هزینه را می کاهد. باتری هرسام نه فقط دو برابر باتری های معمولی دوام می آورد، بلکه در مقایسه با فناوری های پیشرفته ۳۰ درصد تراکم انرژی و ۴۰ درصد چگالی توان بیشتری دارد.
کاتد یک ماده یکپارچه نیست بلکه مجموعه ای از ذرات در ابعاد میکرونی است که بصورت یک لایه متراکم فشرده شده است. شاید در با اهمیت ترین نوآوری خود، استارت آپ ولکسیون کشف کرده است که چگونه هر ذره را با یک لایه از گرافن بپوشاند.
هرسام اظهار داشت: بدین سان ما گرافن را دقیقاً در جایی که می خواهیم به کار گرفتیم. اگر مقدار زیادی گرافن در محلول وجود داشته باشد، روی هم جمع می شود و دانه های بزرگی را تشکیل می دهد. شما تا حد امکان گرافن کمتری می خواهید. در غیر این صورت، فقط وزن باتری را افزایش داده اید.
منبع: partoblog.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب