محققان روشی جهت ساخت باتریهای بهتر برای خودروهای برقی یافتند
تاریخ انتشار: ۱۴ مهر ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۱۳۷۴۰۵
محققان با بررسی فرضیهای در زمینه ساخت الکترولیت باتریها اعلام کردند که با اعمال تغییراتی در نحوه ساخت و افزودن مواد جدید میتوان عملکرد باتریهای حالت جامد را بهبود بخشید.
به گزارش گروه علم و آموزش ایران اکونومیست از تارنمای سای تک دیلی، باتریهای حالت جامد در مقایسه با باتریهای سنتی (معمولی) لیتیوم - یونی شارژ سریعتری ارائه میدهند و همچنین مسافت پیمایش و طول عمر بیشتری دارند و میتوانند نقشی کلیدی در خودروهای برقی ایفا کنند اما باتریهای حالت جامد به علت شیوههای فعلی فرآوری و تولید مواد، مستعد ناکارایی و شکست هستند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمیشوند!
اکنون محققان یک نقص پنهان را کشف کردند که علت این شکستها بوده است، مرحله بعدی تولید مواد و فرآیندهای تولیدی است که این نقصانها را مدنظر قرار می دهد و باتریهای نسل بعدی را ایجاد می کند.
برخلاف باتریهای لیتیوم – یونی که ذراتی با بار الکتریکی به نام یون دارند و در یک مایع جابجا میشوند، باتریهای حالت جامد یونهایی دارند که در داخل باتری و یک ماده جامد حرکت میکنند.
تحقیق جدید نشان میدهد که هر چند سلولهای حالت جامد مزایایی دارند اما تفاوتهای محلی یا نقصانهای کوچک در ماده جامد ممکن است موجب خراب شدن باتری شود و از این رو به گفته محققان وجود یک ماده یک شکل اهمیت دارد تا از این طریق یونها بتوانند در هر مکانی با سرعت یکسان حرکت کنند.
کلسی هاتزل استاد مهندسی مکانیک در مرکز انرژی و محیط زیست اندلینگر مرکز تحقیقاتی در نیوجرسی آمریکا و همکارانش در مقالهای جدید توضیح دادند که چگونه موفق شدند ابزارهایی با فناوری بالا را برای رصد و دنبال کردن تغییرات مواد در مقیاس نانو در حین شارژ شدن در داخل باتریها مورد استفاده قرار دهند.
محققان دانشگاه پرینستون و چند موسسه تحقیقاتی آمریکا نیز ذرات کریستالی را در الکترولیت جامد باتری تحلیل و نتیجه گیری کردند که تغییر روشهای تولید و فرآوری مواد ممکن است به حل و فصل مشکلات مربوط به قابل اتکا بودن باتریها یاری رساند.
باتریها انرژی الکتریکی را در موادی ذخیرهسازی میکنند که الکترودهای آنها را تشکیل میدهند، آند (قطب با علامتی منفی) و کاتد (با علامت مثبت). زمانی که انرژی باتری برای تامین نیروی مورد نیاز خودرو یا یک گوشی تلفن همراه خالی میشود، ذرات با بار الکتریکی در طول باتری به سمت کاتد حرکت میکنند. الکترولیت جامد یا مایع مسیری است که یونها بین آند و کاتد طی میکنند.
مهندسان میدانند که باتریهای حالت جامد مستعد ناکارایی الکترولیت هستند اما به نظر میرسید که این ناکارایی به صورت رندوم یا تصادفی روی داده است. اما هاتزل و محققان همکار او به این فکر افتادند که این ناکارایی ممکن است تصادفی نباشد بلکه ناشی از تغییرات در ساختار کریستالی الکترولیت باشد.
آنها برای آزمایش این فرضیه از سنکروترون استفاده کردند و از این طریق اشعه ایکس نیرومند تولید کردند تا بتوانند داخل باتری را در زمان کار مشاهده کنند.
محققان از این طریق دو ساختار کلی را شناسایی کردند که موجب حرکت یونها با سرعتهای مختلف میشوند. آنها حرکت یونها در طول باتری را به حرکت آب در مسیر رودخانه و برخورد آن با سنگ که مانع عبور آب میشود، تشبیه کردند.
این محققان میگویند که با ایجاد تغییراتی در نحوه ساخت و همچنین با افزودن مقادیر کمی از مواد شیمیایی متفاوت می توان اشکال و ساختارهای کریستالی در الکترولیت باتری را به ثبات رساند.
منبع: خبرگزاری ایرنا برچسب ها: گوشیهای هوشمند ، علمی ، باتریمنبع: ایران اکونومیست
کلیدواژه: گوشی های هوشمند علمی باتری باتری های حالت جامد باتری ها یون ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را بهطور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کردهاست، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۱۳۷۴۰۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتیکه در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
مار چهار متری به فضا فرستاده شد / عکس
به گزارش صدای ایران،یک گروه از کارشناسان و محققان حوزه رباتیک از لابراتور نیروی محرکه جت موسسه فناوری کالیفرنیا با مشارکت همکارانی از موسسه رباتیک دانشگاه «کارنگی ملون»، یک ربات شبیه به مار طراحی کردهاند که هدف از ساخت آن کمک به کاوش برای حیات در «انکلادوس» ششمین قمر بزرگ سیاره زحل است.
این محققان در مقاله انتشار یافته در نشریه «علم رباتیک» توضیح دادهاند که این ربات چگونه بهطور خاص برای حرکت در محیطهای یخی مانند سطح قمر انکلادوس طراحی شده است.
قمر انکلادوس تا حد زیادی با یخ پوشیده شده و تحقیقات قبلی نشان داده است که این قمر سطح بسیار گوناگونی دارد. بهتازگی محققان کشف کردهاند که قمر یاد شده همچنین یک اقیانوس زیرسطحی دارد و وجود ستونهایی (plumes) از آب در مناطق جنوبی آن مشخص شده است. این یافتهها موجب طرح این سوال شده که آیا ممکن است این قمر در زیر سطح یخی خود میزبان نوعی از حیات باشد. در این مطالعه جدید، محققان یک ربات نمونه را به منظور کاوش در قمر انکلادوس طراحی کرده و ساختهاند.
این ربات نمونه تقریبا ۴ متر طول دارد و شامل یک سر در برگیرنده یک رایانه و چندین بخش است که بدنه ربات را تشکیل میدهند. قطعات ربات از طریق مفاصلی به شکل گوی به یکدیگر متصل میشوند. این طراحی به قطعات اجازه میدهد که مستقل از یکدیگر بچرخند.
ربات مذکور که «محقق حیات دوردست فرازمینی/EELS» نامگذاری شده، طوری طراحی شده است که بهطور خودکار حرکت و کار کند. این ربات در حین حرکت موادی را از میان یخها جمعآوری و آزمایش میکند تا بتواند به نشانههایی از حیات برسد. این ربات همچنین چندین حسگر و دوربین برای کمک به انتخاب مسیر دارد و اگر در جایی گیر کند، میتواند معکوس حرکت کرده و برگردد.
ربات طراحیشده علاوه بر توانایی حرکت در محیطهای دشوار، باید قادر به تحمل دماهایی با میانگین ۱۹۸ درجه سانتیگراد در هنگام ظهر در محل خط استوای قمر مزبور نیز باشد. این محققان هم اکنون ربات جدید را در آزمایشگاه مورد آزمایش قرار دادهاند.