يطور معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مادة جديدة لجعل البطاريات أكثر قوة وشحنًا أسرع
(رصيد الصورة: معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)
وفقًا لتقارير وسائل الإعلام الأجنبية ، طور باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) مادة جديدة يقال إنها تساعد في شحن البطاريات بشكل أسرع.
يساهم تحسين كفاءة البطاريات في مستقبل أكثر اخضرارًا واخضرارًا. ومع ذلك ، فإن تقنية البطارية المتقدمة الحالية لها العديد من العيوب ، مثل أوقات الشحن الطويلة. هناك تحدٍ آخر ، وفقًا لباحثي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، يتمثل في الجمع بين سعة الشحن العالية و "دورة الحياة الطويلة للمكثفات" أثناء تصميم البطارية.
كجهاز كهروكيميائي يستخدم على نطاق واسع في الوقت الحاضر ، تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بقدرة شحن عالية ، ولكن لها عيب من حيث وقت الشحن. يقوم الباحثون بتجربة تصاميم تتضمن مجموعة من المواد العضوية منخفضة التكلفة كبديل لبطاريات الليثيوم أيون. وجد أن موصلية البطارية انخفضت. كما هو الحال مع أساليب التصميم المعياري الأخرى ، فإن الجمع بين بطاريات ومكثفات الليثيوم أيون في أجهزة معينة معقد للغاية ومكلف. قال الباحث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا Tianyang Chen إنه بسبب هذه المشكلات ، "من الضروري تطوير مواد قطب كهربائي تجمع بين قدرة الشحن العالية لبطاريات الليثيوم أيون مع الشحن السريع وعمر الدورة الطويل للمكثفات."
توصل الفريق إلى مجموعة من المواد العضوية التي يمكن استخدامها في كاثودات البطارية (الأقطاب الكهربائية التي تخزن الليثيوم أثناء تفريغ البطارية). كانت المحاولات السابقة لاستخدام المواد العضوية غير ناجحة لأنها ستذوب في إلكتروليت البطارية. قال تشين: "إن استراتيجيات مثل البلمرة وتوليف الجزيئات العضوية بعوامل شائبة غير قابلة للذوبان يمكن أن تحد من انحلال الإلكترود". "ومع ذلك ، فإن تصميم المواد العضوية غير القابلة للذوبان بطبيعتها ولكن لا يزال من الممكن نقلها وتخزينها بسرعة يمثل تحديًا."
ومع ذلك ، فإن المواد التي تم إنشاؤها في مختبر معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كانت قادرة على البقاء مستقرة. "أبلغ الباحثون عن ثنائي رباعي الأمينو- p-benzoquinone والبوليمر التناظري بولي (bis-tetraamino-p-benzoquinone) كمواد عضوية ذات خصائص كاذبة" لأجهزة تخزين الطاقة الكهربائية "في إظهار سعة تخزين عالية الشحنة بمعدلات شحن وتفريغ عالية. "
المواد العضوية قادرة على تخزين 310 مللي أمبير من الشحن ، أي ضعف سعة كاثودات بطارية ليثيوم أيون الحالية تقريبًا. باستخدام هذه المواد ، يمكن تقصير وقت شحن البطارية إلى 33 ثانية.
يقول الباحثون إن استخدام أيونات المغنيسيوم أو الصوديوم الوفيرة ، بدلاً من الليثيوم ، الذي يتوفر بكميات محدودة ، يمكن أن يؤدي إلى نتائج محسنة بتكلفة أقل.
ج. غازغو إليسا