باتری ها پیشرفت می کنند ؟

گروه فناوری _ ممکن است در طول سال‌ها تیترهایی را خوانده باشید که از باتری‌های صحبت می‌کنند که می‌توانند کاری کنند تلفن‌های همراه شما هفته‌ها دوام بیاورند و در چند ثانیه شارژ شوند. ما گفتیم که پیشرفت‌های باتری - در حال آمدن هستند.

'عمر مفید باتری کشف شده است '، ' شارژ در 30 ثانیه '، ' پیشرفت باتری 30 برابر قدرت بیشتری ارائه می‌دهد '- تیترها از سه تا چهار سال پیش این‌ها هستند.

به گزارش بولتن نیوز ، به گفته ABC News، دو محقق افکار خود را در مورد برخی از فناوری‌های هیجان‌انگیز در این زمینه و اینکه چه چیزی هنوز مانع این می‌شود را بیان می‌کنند. حالا چه چیزی در دست داریم؟

اکثر دستگاه‌های شما، مانند تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها و دوربین‌ها، با باتری‌های لیتیوم-یونِ قابل شارژ کار می‌کنند.

باتری‌های لیتیوم-یون بزرگ نیز قدرت ماشین‌های الکتریکی را تامین و انرژی خورشیدی را ذخیره می‌کنند، مانند "بزرگترین باتری جهان" که تسلا در جنوب استرالیا طرح ریزی کرده است.

لیتیوم، که سبک‌ترین فلز است، برای باتری بسیار جذاب است زیرا می‌تواند بالاترین مقدار شارژ را با وزن ذخیره کند، و این باعث می‌شود که چگالی انرژی بیشتری نسبت به باتری‌های نیکل یا بسته‌های AA که در سوپرمارکت‌ها پیدا می‌کنید، داشته باشد.

اما این باتری‌ها ضعف‌هایی نیز دارند. ایمنی آن‌ها یک نگرانی است.

باتری دارای یک الکترولیت مایع قابل اشتعال است. بنابراین آتش سوزی باتری، هرچند نادر است، می‌تواند رخ دهد.

خطوط هوایی به ویژه در مورد این نگران هستند که یک لپ‌تاپ در چمدان چک شده شما آتش بگیرد.

لیتیوم بهترین چگالی انرژی را از تمام فلزات فراهم می‌کند.

باتری‌های جدید امیدوارند چه چیزی به ما ارائه کنند؟

چگالی بهتر: این به این معنی است که باتری می‌تواند شارژ بیشتری را در همان اندازه فیزیکی ذخیره کند.

طول عمر بهبود یافته: باتری‌های لیتیوم-یون را می‌توان بارها و بارها قبل از اینکه شروع به از دست دادن ظرفیت کنند، بارگیری کرد. پس از حدود سه سال، احتمالا شارژ تلفن شما تا زمانی که مورد استفاده قرار نگیرد، دوام خواهد آورد.

ایمنی: با استفاده از باتری‌های لیتیوم-یون حساس به شعله‌ور شدن (سامسونگ نوت 7 را به یاد دارید؟) محققان به دنبال مواد جدیدی که امن‌تر هستند، می‌گردند. کار بر روی باتری‌های حالت جامد صورت می‌گیرد - آنها به جای مایع قابل اشتعال حاوی یک الکترولیت جامد هستند.

امیدوارکننده‌ترین فناوری جدید باتری چیست؟

به گفته دکتر رابرت کر، از موسسه مواد مرزیِ دانشگاه دیکین، "holy grail از تحقیق باتری" لیتیوم-هوا (لی-هوا) است.

این نوع باتری می‌تواند به طور تئوری شارژ را بیش از 40 بار بیشتر از یک باتری یون-لیتیوم با همان وزن نگه دارد.

همانطور که از نامش بر می‌آید، باتری‌های لیتیوم-هوا، اکسیژن را از هوا جذب می‌کنند. این موجب واکنشی در لیتیوم می‌شود که انرژی را از بین می‌برد.

دکتر کر گفت: "از آنجایی که اکسیژن در داخل باتری ذخیره نمی‌شود، به وزن کلی سلول اضافه نمی‌کند."

این به نظر امیدوارکننده می‌رسد، اما هنوز موانع بزرگی بر سر راه محققان قرار دارد.

باتری‌هایی که از هوای اطراف ما برای انجام واکنش شیمایی استفاده می‌کنند، می‌توانند بیایند.

دکتر کر گفت: "در حالی که یک یون لیتیوم می‌تواند 80 درصد از ظرفیت خود را پس از هزار سال هم حفظ کند، باتری‌های لیتیوم-هوا ممکن است پس از چندین دهه در همان نقطه ناپدید شوند."

پروفسور هری هاستر، مدیر انرژی لنکستر در دانشگاه لنکستر انگلستان، موافق است که لیتیوم-هوا بسیار امیدوار کننده است اما تاکنون تنها در مقیاس آزمایشگاهی تولید شده است.

وی گفت: "تا کنون هیچ نمونه اولیه‌ای در مقیاس بزرگ وجود نداشته است، که همچنین نشان می‌دهد روشی برای تولید انبوه وجود ندارد."

"مشکل بزرگ در مورد لیتیوم-هوا این است که پذیرش اکسیژن لازم برای کاتُد محدودیتی برای چگونگی جمع شدن این سیستم نخواهد داشت. آن‌ها همیشه ممکن است بزرگ و در عین حال نورانی باشند."

دکتر کر معتقد است که لیتیوم-هوا بیش از 10 سال از انتشار تجاری فاصله دارد و به عنوان "افق تکنولوژی" دیده می‌شود.

چیز دیگری می‌تواند زودتر منتشر شود؟

گوگرد یکی از عناصر امیدوارکننده است که دانشمندان به دنبال ترکیب آن با لیتیوم در یک باتری هستند.

دکتر کر گفت که یک باتری لیتیوم گوگرد (Li-S) می تواند به حدود دو تا سه برابر چگالی انرژی در مقایسه با باتری‌های لیتیوم-یون امروز، دست پیدا کند.

اگر محققان بتوانند مسئله طول عمر باتری را حل کنند، گوگرد می‌تواند به عنوان عنصر اصلی استفاده شود.

این به شما یک باتریِ لپ تاپ یا تلفن همراه با عمری طولانی‌تر، در اندازه‌ی مشابه می‌دهد.

خوب به نظر می‌رسد، اما مشکلاتی وجود دارند.

در حال حاضر، باتری‌های لیتیوم-گوگرد 100 درصد ظرفیت خود را در مقایسه با 1000 لیتیوم-یون، بعد از صد چرخه کاهش می‌دهند. طول عمر این باتری‌ها مشکلی است که باید حل شود.

دکتر کر معتقد است که حدود 5 تا 10 سال تحقیق برای این کار طول می‌کشد تا شروع به جایگزین کردن باتری‌ها در دستگاه‌هایتان کنند.

انواع دیگری از باتری‌ها نیز مورد بررسی قرار گرفته‌اند، مانند روی-هوا که دارای تراکم بالا است و در حال حاضر در دستگاه‌های کوچک مانند سمعک‌ها استفاده می‌شود.

اما هر یک از این فن‌آوری‌های باتری هنوز مشکلی دارند که باید برای استفاده در جریان اصلی حل شود، چه طول عمر باشد، چه ایمنی و یا مقیاس تولید.

ممکن است به زودی باتری‌های سدیم را برای خانه‌ی خود بخرید

یک باتری سدیم برای ذخیره انرژی خانه یا استفاده در شبکه برق به دلیل کم هزینه بودن مناسب است، اما برای گوشی شما مناسب نخواهد بود.

به همین دلیل است که سدیم انرژی کمتری نسبت به لیتیوم دارد، به این معنی که باتری برای نگه داشتن همان میزان شارژ باید بزرگتر باشد.

خانه‌های استرالیا در حال حاضر انرژی را ذخیره می‌کنند، ولی یک روز ممکن است از باتری‌های ارزان قیمت سدیم استفاده کنند.

دکتر کر گفت، میزان سدیم نسبت به لیتیوم در این سیاره در حال  افزایش است و این تکنولوژی می‌تواند به همان خطوط تولیدی که در حال حاضر برای ساخت باتری‌های لیتیوم ساخته شده‌اند، کاهش یابد.

این باعث می‌شود تولید آن ارزان و راحت باشد.

او گفت: "تحقیق در مورد باتری‌های سدیم طی پنج سال گذشته گسترش یافته است."

پروفسور هاستر گفت که انتظار دارد این باتری‌ها "در آینده ای نزدیک" وارد بازار شوند.

فن آوری Na-ion [سدیم-یون] پتانسیل لازم برای خواستن مواد معدنی ارزان و فراوان را دارد، که برای ذخیره سازی ثابت (مانند خانه‌ها و ساختمان‌های اداری) مناسب‌تر است.

"برای ذخیره‌سازی ثابت، قیمت در هر کیلووات مهم‌تر از حجم کم یا  وزن کم است، به همین دلیل بازار آن متفاوت از بازار گوشی‌های هوشمند و اتومبیل است."

منبع: http://mobile.abc.net.au

http://mobile.abc.net.au/news/2017-07-22/lithium-ion-battery-tech-where-is-our-next-gen-energy-storage/8722670?pfmredir=sm

 گروه ترجمه بولتن نیوز