كاپنا

به گزارش روز شنبه گروه علمي ايرنا از پايگاه اينترنتي ساينس الرت، اين رويكرد بيولوژيكي آگاهانه مي تواند زمينه را براي ابداع منابع پرقدرت تر انرژي به منظور استفاده در دستگاه هاي ديجيتالي هموار سازد.

نمونه اوليه اين باتري - كه چگالي انرژي آن پنج برابر باتري هاي ليتيوم - يوني تلفن هاي هوشمند و لپ تاپ ها است - از يك پيل ليتيوم-سولفور استفاده مي كند و طراحي آن كه از روده انسان الهام گرفته شده است، در نهايت طول عمر اين باتري را براي مصارف تجاري به اندازه كافي بادوام مي سازد.

اين تحقيق كه به رياست گروهي از محققان دانشگاه كمبريج در انگليس انجام شده است، بر يكي از مشكلات عمده باتري هاي ليتيوم-سولفور يعني از بين رفتن بسيار سريع اين باتري ها نسبت به پيل هاي ليتيوم - يوني، غلبه مي كند.

زماني كه يك باتري ليتيوم - سولفوري تخليه انرژي مي شود، سولفور در كاتد (الكترود مثبت باتري) ليتيوم را از آند (الكترود منفي باتري) جذب مي كند.

اين تعامل باعث مي شود كه مولكول هاي سولفور به ساختارهاي زنجيره مانند به نام پلي سولفيدها تغيير يابند.

بعد از اين كه باتري وارد چرخه هاي متعدد شارژ و دشارژ شد، اين واكنش به تدريج كاتد را تحت فشار قرار مي دهد كه به تجزيه بيت هاي پلي سولفيد و ورود آنها به الكتروليت باتري منجر مي شود كه دو الكترود باتري را به هم مي چسباند.

زماني كه اين اتفاق مي افتد، باتري شروع به انحطاط مي كند؛ چرا كه باتري ماده فعال خود را كه انرژي را ذخيره مي كند، از دست مي دهد.

در بدن انسان روده هاي كوچك از ميليون ها برآمدگي انگشت مانند كوچك به نام پرز پوشيده شده است. اين برآمدگي ها از داخل ديواره هاي روده بيرون آمده اند و به جذب مواد مغذي در جريان هضم كمك مي كنند.

اين كار به طرز قابل توجهي با افزايش بالغ بر 30 برابري منطقه سطحي لايه روده انجام مي شود.

محققان با استفاده از همين اصل و به عنوان جايگزين پرز، يك ماده نانوساختار سبك وزن ابداع كردند؛ زماني كه پلي سولفيدها تجزيه مي شوند، توسط اين برآمدگي جذب مي شوند و در الكتروليت از بين نمي روند.

اين ساختار پرز مانند، لايه اي ساخته شده از سيم هاي ظريف دي اكسيد روي است كه سطح الكترودهاي باتري را مي پوشاند. اين سيم ها ماده فعال باتري را زماني كه آزاد مي شود، به دام مي اندازند و دسترسي الكتروشيميايي آن را به كاتد و آند باتري حفظ كرده و از انحطاط باتري جلوگيري مي كنند.

به گفته محققان، اين اولين بار است كه يك لايه شيميايي كاربردي با يك نانو معماري خوب سازمان يافته براي به دام انداختن و استفاده مجدد از مواد فعال محلول در جريان شارژ و دشارژ باتري پيشنهاد شده است.

يافته هاي اين مطالعه در نشريه Advanced Functional Materials منتشر شده است.

به گزارش روز شنبه گروه علمي ايرنا از پايگاه اينترنتي ساينس الرت، اين رويكرد بيولوژيكي آگاهانه مي تواند زمينه را براي ابداع منابع پرقدرت تر انرژي به منظور استفاده در دستگاه هاي ديجيتالي هموار سازد.

نمونه اوليه اين باتري - كه چگالي انرژي آن پنج برابر باتري هاي ليتيوم - يوني تلفن هاي هوشمند و لپ تاپ ها است - از يك پيل ليتيوم-سولفور استفاده مي كند و طراحي آن كه از روده انسان الهام گرفته شده است، در نهايت طول عمر اين باتري را براي مصارف تجاري به اندازه كافي بادوام مي سازد.

اين تحقيق كه به رياست گروهي از محققان دانشگاه كمبريج در انگليس انجام شده است، بر يكي از مشكلات عمده باتري هاي ليتيوم-سولفور يعني از بين رفتن بسيار سريع اين باتري ها نسبت به پيل هاي ليتيوم - يوني، غلبه مي كند.

زماني كه يك باتري ليتيوم - سولفوري تخليه انرژي مي شود، سولفور در كاتد (الكترود مثبت باتري) ليتيوم را از آند (الكترود منفي باتري) جذب مي كند.

اين تعامل باعث مي شود كه مولكول هاي سولفور به ساختارهاي زنجيره مانند به نام پلي سولفيدها تغيير يابند.

بعد از اين كه باتري وارد چرخه هاي متعدد شارژ و دشارژ شد، اين واكنش به تدريج كاتد را تحت فشار قرار مي دهد كه به تجزيه بيت هاي پلي سولفيد و ورود آنها به الكتروليت باتري منجر مي شود كه دو الكترود باتري را به هم مي چسباند.

زماني كه اين اتفاق مي افتد، باتري شروع به انحطاط مي كند؛ چرا كه باتري ماده فعال خود را كه انرژي را ذخيره مي كند، از دست مي دهد.

در بدن انسان روده هاي كوچك از ميليون ها برآمدگي انگشت مانند كوچك به نام پرز پوشيده شده است. اين برآمدگي ها از داخل ديواره هاي روده بيرون آمده اند و به جذب مواد مغذي در جريان هضم كمك مي كنند.

اين كار به طرز قابل توجهي با افزايش بالغ بر 30 برابري منطقه سطحي لايه روده انجام مي شود.

محققان با استفاده از همين اصل و به عنوان جايگزين پرز، يك ماده نانوساختار سبك وزن ابداع كردند؛ زماني كه پلي سولفيدها تجزيه مي شوند، توسط اين برآمدگي جذب مي شوند و در الكتروليت از بين نمي روند.

اين ساختار پرز مانند، لايه اي ساخته شده از سيم هاي ظريف دي اكسيد روي است كه سطح الكترودهاي باتري را مي پوشاند. اين سيم ها ماده فعال باتري را زماني كه آزاد مي شود، به دام مي اندازند و دسترسي الكتروشيميايي آن را به كاتد و آند باتري حفظ كرده و از انحطاط باتري جلوگيري مي كنند.

به گفته محققان، اين اولين بار است كه يك لايه شيميايي كاربردي با يك نانو معماري خوب سازمان يافته براي به دام انداختن و استفاده مجدد از مواد فعال محلول در جريان شارژ و دشارژ باتري پيشنهاد شده است.

يافته هاي اين مطالعه در نشريه Advanced Functional Materials منتشر شده است.