ر
ساخت باتری کوانتومی با استفاده از اثر جزفسونباتریهای کوانتومی از جمله پیشرفتهترین تکنولوژیهای دنیا است که روز به روز مطالعات بیشتری را به خود اختصاص میدهد. این باتریها در کامپیوترهای کوانتومی کاربرد دارند و همانند یک باتری معمولی که ولتاژ را برای مدار الکترونیکی تامین میکند، عمل خواهند کرد. به تازگی دانشمندان با نتشار مقالهای در ژورنال nature با استفاده از اثر جزفسون، یک باتری فازی ساخنتد. باتری فازی نوعی باتری کوانتومی است که یک فاز پایدار به عنوان بایاس به تابع موج یک مدار کوانتومی تحویل خواهد داد که عملکرد آن در حالت کلی همانند باتری های معمولی میباشد.این محققان این باتری کوانتومی را با یک ساختار هیبریدی از مدارات ابررسانا ساختند که از نانوسیمهای InAs نوع n در آن استفاده شده است.در این ساختار، مادهی ابر رسانا آلومینیوم بوده که نقش هدایت جریان را در داخل سیستم بر عهده داشته است.بدون شک این تحقیق در مسیر تحقق کامپیوترهای کوانتومی گام مهمی را برداشته اما برای تکمیل و رفع نواقص نیازمند مطالعات و آزمایشات بیشتر است. برای اطلاعات بیشتر به سایت رهاباتری مراجعه فرمایید.رهاباتری۱۷:۳۶
انتشار مقاله آموزشی: مروری بر نسل آینده باتریها(قسمت اول: کاتدهای ولتاژ بالا)در حوزهی باتریهای لیتیوم یون شاهد پیشرفتها و خلاقیتهای زیادی هستیم که این تحقیقات موجب ظهور باتریهای سطح بالا شده که در اکثر مقالات تحقیقاتی با عنوان “باتریهای نسل آینده” شناخته میشوند. در این مقاله قصد داریم تا مروری بر این باتریها داشته باشیم و با نحوهی عملکرد، کاربردها، مزایا و معایب آنها آشنا شویم. برای دیدن این مقاله آموزشی به سایت رهاباتری مراجعه بفرمایید.رهاباتری۸:۴۹
ساخت میکروباتری لیتیوم یون با طول عمر 6000 سیکل میکروباتریها یکی از دسته بندیهای بسیار جذاب در حوزهی باتریهای لیتیوم یون است که در تکنولوژی میکرو الکترونیک اهمیت فراوان یافته است. این میکروباتریها معمولا برای تغذیهی آیسیهای مورد استفاده بر روی یک چیپ الکترونیک استفاده میشوند که رفته رفته بر اهمیت آنها افزوده شده است. به تازگی محققان فرانسوی با به کار بردن آلیاژ قلع و طلا، یک آند با ظرفیت بالا طراحی کردند که بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این دانشمندان با طراحی این آند متخلخل، طول عمر بسیار بالایی به اندازهی 6000 سیکل به دست آوردند. این آند ولتاژ 0.2 ولت نسبت به لیتیوم دارد که ولتاژ بسیار خوبی برای یک آند محسوب میشود. روش ساخت این آند علیرغم سایر روشها، ساده بوده و قابلیت صنعتی شدن دارد. دراین روش، ابتدا حبابهایی از هیدروژن درون لایهی از جنس طلا ایجاد میکنند سپس با روش ارزان لایهنشانی الکتریکی(electrodeposition)، عنصر قلع را به این آند اضافه میکنند. برای اطلاعات بیشتر به سایت رهاباتری مراجعه کنید. رهاباتری۶:۵۶
ولادت امام رضا بر تمام مسلمانان مبارک باد.
۱۰:۱۶
ساخت باتری دما پایین با بهرهگیری از ساختار تک لایهباتریهای لیتیوم یون بهترین گزینه برای استفاده در خودروهای الکتریکی است اما این باتریها عملکرد مناسبی در دمای پایین و شارژ سریع ندارند. اخیرا محققان دانشگاههای آمریکا، با استفاده از یک لایهی تک اتمی برای حل این مشکلات گام برداشتند.باتری فلزی لیتیوم (lithium-metal) بعد از باتری لیتیوم یون، نسل بعدی باتریهاست. این نوع از باتریها از آند فلزی لیتیوم استفاده می کند و چگالی انرژی بالاتری دارد ، اما به دلیل رشد دندریتیک(خوشه های کریستالی)، کارایی پایین و سیکل کاری کمی دارند. راه حل این مشکلات، استفاده از یک لایه خود ساخته (self-assembled) است که از نظر الکتروشیمیایی فعال است تا بتواند به اجزای مناسب خود تجزیه شده و از سطح آند لیتیوم محافظت کند. این محققان یک ساختار با ضخامت بسیار ناچیز روی یک لایه نازک مس رسوب می دهند و با شارژ شدن باتری، یون های لیتیوم به مولکولهای فعال تک لایه برخورد می کنند و باعث تجزیه شدن آنها میگردند. ۱۰:۲۹
بازیافت کاتد باتری لیتیوم یون به روشی ساده و کمهزینه تولید جهانی باتری لیتیوم یون تقریباً در دو دهه گذشته هشت برابر شده و در سال 2018 مقداری بالغ بر ۱۵۵ گیگاوات ساعت تولید داشته است. در این سال حدود ۴۰٪ از لیتیوم و ۵۳٪ کبالت تولید شده جهان در بخش ساخت باتری های لیتیوم یون مصرف شد با گسترش سریع بازار مصرف باتریهای لیتیوم یون، مقدار ضایعات این حوزه و باتریهای از رده خارج نیز بیشتر می شود. منابع موجود لیتیوم و کبالت جهان با محدودیت مواجه است و تجدید پذیر نمیباشند (در مورد منابع لیتیوم تخمین در حدود ۴۰ میلیون تن است) و در آینده باعث افزایش قیمت ماده لیتیوم کبالت اکساید و باتریهای لیتیوم یونی می شود. به تازگی محققان دانشگاه واشنگتن بازسازی مادهی کاتدی لیتیوم کبالت اکساید (LCO) را به صورت مستقیم انجام میدهند که اصول آن به روش الکتروشیمیایی است. در این روش ابتدا به کمک محلول Li2SO4 مقداری لیتیوم به روش الکتروشیمیایی به کاتد تزریق شده و سپس با کمک عملیات حرارتی، ساختارهای کریستالی ماده ی کاتدی ترمیم خواهد شد. ۱۰:۱۰
توسعهی باتری سدیم یون با طول عمر 1000 سیکلباتریهای سدیم یون یکی از گزینههای پیشنهادی برای جایگزینی با باتریهای لیتیوم یون است. سدیم در مقایسه با لیتیوم در پوسته زمین بسیار فراوانتر و در دسترستر است.شعاع اتمی سدیم بزرگتر از لیتیوم و همچنین واکنش پذیرتر از آن است و همین موضوع استفاده از آن را در باتری به عنوان عنصر ذخیره کننده انرژی با مشکل روبرو کرده است. باتریهای سدیم یون تعداد چرخه های شارژ و تخلیه بسیار کمتری را تحمل میکنند. یکی از دلایل آن، تشکیل لایهای از کریستال های سدیم غیر فعال در سطح کاتد است که جریان یون های سدیم را مختل خواهد کرد. به تازگی پژوهشگران دانشگاه ایالتی واشنگتن موفق شدهاند راه حلی برای این مشکل بیابند. بخش مهمی از کار این پژوهشگران ایجاد یک کاتد اکسید فلزی لایهای موسوم به “کاتد های لایهای O3” و یک الکترولیت مایع با یونهای سدیم بیشتر است. آنها یک مایع الکترولیت غنی تر ایجاد کردند که تعامل بهتری با کاتد باتری دارد. برای اطلاعات بیشتر به سایت رهاباتری مراجعه کنید.۱۴:۲۰
همایش جهانی باتری: باتری بدون زبانه ساخت شرکت تسلا سرانجام پس از ماه ها انتظار و هیجان و بارها تعویق، همایش روز باتری که توسط تسلا تبلیغ و خبررسانی میشد، برگزار گردید. در این رویداد که روز سه شنبه ۲۲ سپتامبر برگزار شد تسلا از برنامه های خود برای تولید یک باتری “tabless”(بدون زبانه) رونمایی کرد که می تواند دامنه و قدرت یک ماشین الکتریکی را بهبود بخشد.ایلان ماسک مدیر عامل تسلا پیش بینی می کند این طرح به کاهش چشمگیر هزینه ها کمک کرده و به این شرکت اجازه می دهد تا در نهایت وسایل نقلیه الکتریکی را با همان قیمت بنزینی به بازار عرضه کند. طبق ادعای ماسک این سلول های جدید ، که تسلا آنرا ۴۶۸۰ نامگذاری کرده است، ۵ برابر ظرفیت انرژی بیشتر دارد و ۶برابر قدرت بیشتری فراهم می کند و 16 درصد نیز دامنه حرکت خودرو های تسلا را بهبود می بخشد. مهندسان تسلا فویلهای موجود در سلول باتری را “با لیزر” طوری طراحی کردند تا “مارپیچی ویژه” ایجاد کنند که طول مسیر الکتریکی به کمتر از 50 میلی متر کاهش یابد. رهاباتری۲۰:۰۵
اربعین حسینی بر تمام مسلمانان جهان تسلیت باد.رهاباتری
۱۸:۵۰
طراحی هوشمندانهی باتریهای پر توان بر پایهی سلنیوم سلنیوم در جدول تناوبی در گروه گوگرد قرار دارد و دارای خواص شیمیایی مشابه با گوگرد است و ظرفیت حجمی نظری بالایی را ارائه می دهد. رسانایی الکتریکی سلنیوم بسیار بالاتر از رسانایی گوگرد است لذا میتواند جایگزین مناسبی برای عنصر گوگرد در باتریها باشد. توسعه عملی باتریهای سلنیوم- لیتیوم (Li-Se) به دلیل فعالیت اندک واکنش سلنیوم با لیتیوم و کاهش سریع ظرفیت ناشی از اثر شاتل پلی سلنیدها با مانع مواجه شده است.پژوهشگران نشان دادند کاتالیزورهای اتمی منفرد میتوانند درکاتد های لیتیوم-سلنیوم سرعت واکنش و عملکرد چرخه شارژ و تخلیه و طول عمر را تا حدود زیادی بهبود دهند.این اتمهای منفرد موجب میشود که سرعت فرایندهای شیمیایی به شدت بالا رود و باعث میشود که باتری ساخته شده توانایی تحویل جریانهای بالا داشته باشد. فرایند کلی این روش به این صورت است که عنصر کبالت و روی در نقش تسریع کننده واکنش های کاتدی ظاهر می شود. این عناصر در قالب چینشی هدفمند روی ماده زئولیت ایمیدازولات (ZIF) جای میگیرند.برای اطلاعات بیشتر به سایت رهاباتری مراجعه کنید.۱۰:۵۱
يرِيدُونَ أَنْ يُطْفِئُوا نُورَ اللَّهِ بِأَفْوَاهِهِمْ وَيَأْبَى اللَّهُ إِلَّا أَنْ يُتِمَّ نُورَهُ وَلَوْ كَرِهَ الْكَافِرُونَ کافران میخواهند که نور خدا را با دهانشان خاموش کنند و خدا نگذارد تا آنکه نور خود را در منتهای ظهور و حد اعلای کمال برساند هر چند کافران ناراضی و مخالف باشند. میلاد پیامبر (ص) و امام صادق (ع) بر مسلمانان جهان مبارک باد.رهاباتری۱۱:۰۲
افزایش طول عمر باتریها به کمک ساختارهای کریستالی منحصربهفرددر پژوهشی جدید توسط تیمی مشترک از دانشگاه های سئول، واشنگتن و سیاتل، تاثیر اضافه نمودن چند عنصر به کاتد باتری لیتیومی با نسبتهای مختلف بررسی شده است. به طور معمول کاتد باتریهای یون لیتیومی از لیتیوم و اکسید های کبالت و نیکل تشکیل می شود. در این پژوهش اکسیدهای عناصر تالیم ،تنگستن ،منگنز و بور هر یک جداگانه به کاتد باتری لیتیومی اضافه گشته و تاثیر این مواد بر طول عمر چرخهای و چگالی انرژی کاتد بررسی گردید و باهم مقایسه شد.حرکت اجباری یونهای لیتیوم در مسیری ناهموار از میان توده های مولکولی به مرور زمان باعث تخریب ساختمان کاتد و کاهش عمر چرخهای باتری میشود. عنصرتالیم وهمچنین تنگستن باعث میشوند کریستالها، ساختاری شعاعی و مرکزگرا و منظم به خود بگیرند و مسیرهایی مناسب برای حرکت اتمهای لیتیوم تشکیل شود.برای اطلاعات بیشتر به سایت رهاباتری مراجعه فرمایید۱۹:۴۷
شبیهسازی و آنالیز سهبعدی سطوح برای باتریهای حالت جامدبرخلاف باتریهای لیتیوم-یون که الکترود؛ جامد و الکترولیت؛ مایع است، در باتریهای حالت جامد، هر دو الکترود و الکترولیت، جامد و به شدت ایمن هستند. در حین عملکرد باتری های حالت جامد، حجم الکترولیت و الکترودها به ویژه در باتریهای با ذخیره انرژی بالا، تغییر میکند. این موضوع میتواند باعث جدا شدن سطوح و در نتیجه عملکرد ضعیف باتری شود.به تازگی یک گروه تحقیقاتی کرهای به کمک روش تصویربرداری دیجیتال سهبعدی(3D digital twin technology) و آنالیز الکتروشیمیایی ساختار داخلی باتریهای حالت جامد را بررسی کردند. آنها برشهایی از منطقه ی مورد نظر را انتخاب کرده و سپس تصاویر به دست آمده را به ترتیب مرتب نمودند تا ساختار سهبعدی الکترود به صورت دیجیتالی بازسازی شود. استفاده از تصویربرداری به کمک روش FIB/SEM موجب خواهد شد تا آنالیز انواع الکترود در باتریهای لیتیوم یون به راحتی انجام شود. برای اطلاعات بیشتر به سایت رها باتری مراجعه فرمایید.۱۹:۳۸
افزایش توان باتریهای لیتیوم یون با گرافن سه بعدی باتریهای LMO به دلیل هزینهی مناسب، در خودروهای الکتریکی هیبریدی مورد استفاده قرار میگیرند. این نوع از باتریها با مشکلاتی از قبیل افت سریع ظرفیت و حل شدگی فلز منگز روبهرو هستند. به تازگی دانشمندان چینی موفق به سنتز مواد کاتدی LiMn2O4 با عملکردی فوقالعاده برای باتریهای پرتوان لیتیوم-یون شدند. آنها مطالعات خود را به روش دوپینگ دو-کاتیونی (Na+, Mg+2) و پوششدهی گرافن سهبعدی(3DG) انجام دادند. هدف از دوپ کردن کاتیونهای +Na وMg+2؛ افزایش حجم سلول واحد، گسترش مسیرهای نفوذ +Li و در نتیجه افزایش سرعت نفوذ +Li است. پوششدهی به کمک گرافن سهبعدی نیز میتواند ارتباط بین Mn+3و الکترولیت را قطع کرده و در نتیجه به صورت موثر مانع از انحلال Mn+3 در الکترولیت شود. سطح ویژه اندازهگیری شده با روش BET، میزان افزایش 2.5 برابر سطح کاتد را در حالت پوشش دهی 3DG نشان میدهد. برای اطلاعات بیشتر به سایت رها باتری مراجعه فرمایید۱۳:۲۰
استفاده از لیزر جهت افزایش ظرفیت سیلیکون سیلیکون به دلیل ظرفیت بسیار بالا، سازگاری با محیط زیست و فراوانی بر روی زمین، به عنوان ماده تشکیل دهنده آند به طور گستردهای مورد بررسی قرار گرفته است. محققان چینی با ارائه روشی جدید موسوم به Laser Additive Manufacturing با استفاده از لیزر و فرآیند آلیاژ زدایی (Dealloying)، چالشهای آند سیلیکونی را برطرف کردند. در فرآیند ساخت افزایشی با لیزر، ابتدا پودر مخلوط Al و Si روی زیرلایه Cu قرار گرفت. سپس پودر از طریق پرتو لیزر روبشی (Scanning Laser Beam) ذوب شد و یک لایهی مذاب که بعداً سرد و جامد میشود، تشکیل گردید.طی فرایند آلیاژ زدایی، عنصر آلمینیوم حذف شد و یک آند متخلخل با هدایت الکتریکی بالا به وجود آمد. آند متخلخل Si/Cu نه تنها باعث افزایش ICE و ظرفیت حجمی میشود، بلکه پایداری مکانیکی در طول سیکل باتری را در مقایسه با فیلمهای متراکم سیلیکنی متداول به صورت قابل توجهی افزایش میدهد. ۱۶:۰۶
افزایش طول عمر باتری لیتیوم-اکسیژن با الکترولیت هیبریدی جامد باتریهای لیتیوم-هوا (Li-Air) به علت دارا بودن چگالی انرژی بسیار بالا (3500Wh/kg) در مقایسه با باتریهای لیتیوم-یون (250Wh/kg)، به عنوان نسل آینده باتریها شناخته میشوند. در یک پژوهش جدید، محققان الکترولیت جامد هیبریدی شامل ریزساختار گارنت با تخلخلهای سهبعدی (PSSE) همراه با الکترولیت پلیمر-ژل القاشده (GPE) موسوم به (PSSE/GPE) را برای باتریهای Li-O2، پیشنهاد کردند. شبکهی پلیمری با هدایت یونی بالا، مانند مسیرهای آسان برای انتقال سریع و انبوه یون لیتیوم عمل میکنند در حالی که چارچوب گارنتی با هدایت یونی متوسط، مسیرهای سختتری برای تأمین یون لیتیوم بیشتر و رسیدن به هدایت یونی نهایی بالا را بر عهده دارند. ترکیب GPEهای پرکننده و لایه PSSE متراکم در سطح بیرونی میتوانند عبور اکسیژن به آند فلزی لیتیوم را مسدوده کرده و از خوردگی Li جلوگیری کنند.علاوه بر این PSSE با توجه به سازگاری با آند فلزی لیتیوم، به عنوان یک جزء محکم برای مهار مکانیکی رشد دندریت لیتیوم، عمل میکند. ۹:۴۵
راه حلی ساده برای بهبود کیفیت باتری های لیتیوم سولفور: الکتروریسی در حال حاضر یکی از مهمترین گزینه های مطرح شده برای جایگزینی باتری های لیتیوم یون معمولی، باتریهای لیتیوم سولفور می باشند. در پژوهشی جدید دانشمندان برای غلبه بر مشکلات یاد شده به فناوری نانو روی آوردهاند .در این فناوری مواد و ساختارهای شیمیایی در ابعاد کمتر از ۱۰۰ نانومتر بررسی و مورد استفاده قرار گرفتهاند. در این پژوهش محققان با طراحی و تولید نوعی کامپوزیتی از گوگرد، کربن و مولیبدن و تهیه نانوالیاف از این ماده به روش الکتروریسی (Electrospinning) و استفاده از آن در کاتد باتری های گوگرد لیتیومی موفق شدند عملکرد و عمر چرخه ای این نوع باتری ها را افزایش دهند. عنصر گوگرد در داخل یک ماتریس از کربن قرارگرفته و محافظت میشود و به آسانی نمیتواند توسط الکترولیت از کاتد جدا شده و در آن پخش شود در نتیجه پدیده شاتل پلی سولفید از این طریق تا حد زیادی کاهش می یابد. ۱۶:۱۵
شرکت اپل باتری و خودرو برقی منحصر به فرد میسازد موضوع تولید و فروش خودروهای برقی روز به روز جدیتر و گستردهتر میشود. تولید و فروش خودرو های برقی از چند ده هزار عدد در سال ۲۰۱۰ به ۷/۵ میلیون عدد در سال ۲۰۱۹ افزایش یافت. مدیران شرکت اپل مدت هاست به صورت چراغ خاموش در حال تحقیق و توسعه در زمینه فناوری باتری و خودرو برقی هستند.در استراتژی اپل طراحی باتری جدیدی وجود دارد که می تواند “به طور اساسی” هزینه باتری را کاهش داده و دامنه حرکت خودرو را افزایش دهد. ظاهرا اپل قصد دارد از یک طراحی منحصر به فرد “تک سلولی” استفاده کند که سلولهای جداگانه باتری را حجیم کرده و فضای بسته باتری را با از بین بردن کیسهها و ماژولهایی که مواد باتری را نگه می دارند ، آزاد می کند. اپل در حال بررسی شیمی باتری LFP یا همان باتری “لیتیوم-آهن-فسفات” است که ذاتاً احتمال گرم شدن آن کمتر است و در نتیجه از سایر باتری های لیتیوم یون ایمنتر است.رهاباتری۱۱:۵۳
ولادت مولود کعبه امیرالمومین علی (ع) مبارک باد
۱۰:۳۰
ساخت باتری حرارتی لیتیوم یون LFP با شارژ بسیارسریع گروهی از پژوهشگران دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا توانستهاند روشی هوشمندانه ابداع کنند که میتواند عمر و سرعت شارژ باتریهای نوع LFP را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. این باتری میتواند تنها درمدت زمان ده دقیقه تا ظرفیت کامل خود شارژ شود. هنگامی که باتری در حالت دمای عادی با نرخ بالا، انرژی الکتریکی را دریافت میکند تا در زمان کوتاه شارژ شود، مشکل بزرگی به نام تشکیل دندریتهای فلز لیتیوم ایجاد می شود. محققان دریافتند که میتوانند با شارژ باتری برای چند دقیقه در دمای60 سانتیگراد ، مسئله رسوب لیتیوم را دور بزنند باتری از روش خود گرمایش استفاده می کند. باتری خود گرم شونده از یک ورقه نازک نیکل استفاده میکند که یک انتهای آن به ترمینال منفی متصل است و سر دیگر آن در خارج از سلول گسترش یافته و یک ترمینال سوم ایجاد میکند. هنگامی که الکترون ها جریان مییابند ، فویل نیکل به عنوان یک مقاومت، گرم می شود و فضای داخلی باتری را به طور یکنواخت حرارت می دهد.۱۰:۵۰