جهش بزرگ در فناوری باتریهای لیتیوم فلزی
پژوهشگران دانشگاه نانکای چین با معرفی الکترولیت ژلی یوتکتیک عمیق فلوردار (DEGE) موفق شدند یکی از مهمترین چالشهای باتریهای لیتیوم فلزی را برطرف کنند. این نوآوری با ایجاد لایه محافظ مستحکم SEI، مانع تشکیل دندریتهای خطرناک شده و عمر چرخهای بیسابقهای را برای این باتریها رقم زده است.
نتایج آزمایشهای الکتروشیمیایی
طبق گزارش منتشرشده، سلولهای متقارن Li||Li بیش از ۹۰۰۰ ساعت عملکرد پایدار داشتند و سلولهای Li||LiFePO4 پس از ۲۵۰۰ چرخه توانستند ۸۱.۷ درصد ظرفیت اولیه خود را حفظ کنند. حتی در دمای بالا (۸۰ درجه سانتیگراد)، این الکترولیت توانست ۳۰۰ چرخه پایدار باقی بماند؛ نتیجهای که نشاندهنده مقاومت حرارتی و ایمنی بالای این فناوری است.
برتری نسبت به الکترولیتهای مایع سنتی
باتریهای لیتیوم فلزی به دلیل ظرفیت نظری بالا، گزینهای کلیدی برای آینده ذخیرهسازی انرژی محسوب میشوند. با این حال، استفاده از الکترولیتهای مایع سنتی همواره با خطراتی همچون نشت، اشتعال و تشکیل دندریتهای لیتیومی همراه بوده است. ژلهای الکترولیتی پیشین نیز اگرچه بهبودهایی ایجاد کردند، اما به دلیل لایههای محافظ ناپایدار SEI، دوام محدودی داشتند.
طراحی مولکولی دقیق برای افزایش پایداری
تیم تحقیقاتی نانکای با طراحی مجموعهای از آمیدهای فلوردار و انتخاب ۲،۲،۲-تریفلورو-ان-متیلاستامید (C=Oα3F) بهعنوان جزء کلیدی، موفق شد ساختار الکترولیت را بهینه کند. این مولکول با انرژی مدار خالی پایین (LUMO) و مانع اندک برای آزادسازی یونهای لیتیوم، شرایطی فراهم کرد که منجر به تشکیل سریع لایه SEI فشرده و غنی از LiF و Li3N شد. این لایه، رابطی مکانیکی و پایدار ایجاد میکند که مانع اصلی رشد دندریتهاست.
چشمانداز برای انرژیهای پاک و حملونقل پایدار
این دستاورد میتواند مسیر توسعه باتریهای لیتیوم فلزی ایمنتر و بادوامتر را هموار کند؛ باتریهایی با چگالی انرژی بالاتر و طول عمر بیشتر که نقش مهمی در آینده خودروهای برقی و شبکههای انرژی تجدیدپذیر خواهند داشت. به گفته کارشناسان، چنین فناوریهایی میتوانند گذار جهانی به سمت انرژی پاک را تسریع کرده و وابستگی به سوختهای فسیلی را کاهش دهند.
جمعبندی
کشف الکترولیت ژلی DEGE نقطه عطفی در فناوری باتریهای لیتیوم فلزی محسوب میشود. این نوآوری نهتنها ایمنی و پایداری بیسابقهای ایجاد کرده، بلکه میتواند بهعنوان موتور محرک توسعه حملونقل برقی و یکپارچهسازی انرژیهای تجدیدپذیر در جهان عمل کند.
سینا علیپور
او دانشجوی رشته مهندسی کامپیوتر در مقطع کارشناسی است و فعالیت حرفهای خود را در عرصه رسانه از سال ۱۳۹۸ با یک بلاگ شخصی در حوزه فناوری آغاز کرده است. وی پس از مدتی به عنوان نویسنده آزاد در مجلههای آنلاین تکنولوژی فعالیت کرد و در حال حاضر، دبیر سرویس نقد و بررسی گجتهای هوشمند در یک مجله معتبر تکنولوژی است.
