هزار کیلومتر رانندگی بدون احتیاج به شارژ باتری!
به گزارش بازار پرواز، نوعی الکترولیت حالت جامد برای خودرو های برقی ساخته شده که تا نزدیک هزار کیلومتر رانندگی را بدون احتیاج به شارژ مجدد، امکانپذیر می کند.
به گزارش بازار پرواز به نقل از مهر، باتری های لیتیوم فلزی تمام حالت جامد (LMBs) چاره امیدوارکننده ای برای ذخیره سازی انرژی هستند؛ در این باتری ها از آند فلزی لیتیوم و الکترولیت های حالت جامد (SSEs) استفاده می شود. برخلاف الکترولیت های مایع موجود در باتری های لیتیومی معمولی، الکترولیت این باتری ها به شکل کامل جامد است. در حالیکه باتری های لیتیوم فلزی تمام حالت جامد می توانند چگالی انرژی به صورت قابل توجه بالاتری در مقایسه با باتری های لیتیوم یونی (LiBs) عرضه کنند، الکترولیت های جامد موجود در آنها مستعد رشد دندریت هستند که ثبات و ایمنی آنها را می کاهد.
محققان دانشگاه وسترن در کانادا، دانشگاه مریلند در آمریکا و چند مرکز تحقیقاتی دیگر، یک الکترولیت حالت جامد β-Li۳N با ظرفیت بالا و رسانایی قابل توجه طراحی نموده اند. این الکترولیت می تواند چرخه پایدار LMB های تمام حالت جامد را حفظ کند و تجاری سازی آنها را تسهیل نماید.
ویهان لی، از محققان این پروژه اظهار داشت: «هدف اولیه کار ما توسعه الکترولیت های حالت جامد رسانای فوق یونی پایدار برای LMB های تمام حالت جامد است که بخصوص در وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) قابل استفاده باشند.
بازار خودرو های برقی رشد سریعی را تجربه می کند، اما محدودیت کلیدی همچنان برد کوتاه ۳۰۰ تا ۴۰۰ مایل (۴۸۰ تا ۶۵۰ کیلومتر) در هر بار شارژ است، که به علت چگالی انرژی محدود (حدود ۳۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم) باتری های لیتیوم یون معمولی است. باتری های فلزی لیتیومی حالت جامد با عرضه پتانسیل دستیابی به چگالی انرژی تا ۵۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم، چاره ای امیدوارکننده برای این چالش هستند. در نتیجه برد رانندگی را به بیشتر از ۶۰۰ مایل (۹۶۰ کیلومتر) در هر شارژ می افزایند.
تا کنون، یکی از چالش های کلیدی در توسعه LMB های تمام حالت جامد، فقدان SSE های ایمن، قابل اعتماد و با عملکرد بالا بوده است. هدف اصلی کار اخیر لی و همکارانش طراحی یک الکترولیت جدید بود.
در آزمایش های اولیه، الکترولیت های حالت جامد β-Li۳N جدید و غنی از فضاهای خالی طراحی شده توسط این تیم، بهبودی ۱۰۰ برابری در هدایت یونی و پایداری بیشتر در مقایسه با Li۳N تجاری نشان داد. بنابراین، این ماده امیدوارکننده می تواند برای غلبه بر محدودیت های در ارتباط با توسعه LMB های تمام حالت جامد با کارآمدی بالا کمک نماید.
محققان الکترولیت های حالت جامد غنی از فضاهای خالی را با استفاده از فرایند آسیاب گلوله ای با انرژی بالا سنتز کردند. این فرایند برای ایجاد سایت های خالی به شکل کنترل شده مورد استفاده قرار گرفت که در نهایت خواص آنرا افزایش داد.
لی توضیح داد: «این الکترولیت جدید پایداری شیمیایی عالی در مقابل فلز لیتیوم نشان داده است و ساخت LMB های تمام حالت جامد با چرخه طولانی را امکانپذیر می سازد. این ماده همینطور در هوای خشک پایداری بالایی دارد و آنرا برای تولید در مقیاس صنعتی در محیط های اتاق خشک مناسب می کند.»
نتایج این پروژه در چارچوب مقاله ای با عنوان Superionic conducting vacancy-rich β-Li۳N electrolyte for stable cycling of all-solid-state lithium metal batteries در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.
منبع: بازار پرواز
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب