به گزارش ثریا - اکنون پژوهشگران دانشگاه علم و فناوری چین با طراحی الکترولیتی با ساختار مولکولی جدید، این مشکل را حل کردهاند. باتریهای ساختهشده با این الکترولیت میتوانند در عرض ۱۵ دقیقه به طور کامل و ایمن شارژ شوند.
باتریهای لیتیوم - فلزی (LMB) نسل جدیدی از باتریهای شارژشدنی هستند که در مقایسه با باتریهای لیتیوم - یونی رایج در گوشیها و لپتاپها، ظرفیت ذخیره انرژی بسیار بالاتری دارند. تفاوت اصلی در جنس آند (الکترودی که جریان از آن خارج میشود) است: در باتریهای لیتیوم - فلزی، آند از لیتیوم خالص ساخته شده، در حالی که باتریهای معمولی از ترکیبات لیتیوم استفاده میکنند.
لیتیوم خالص انرژی بسیار بیشتری ذخیره میکند، اما چالش بزرگ این است که کنترل آن دشوارتر است و شارژ سریع و ایمن این باتریها تا مدتها غیرممکن به نظر میرسید.
مشکل کجاست؟
وقتی باتری شارژ میشود، الکترونها و یونها باید بهسرعت از مرز بین الکترود و الکترولیت عبور کنند. به این فرآیند انتقال بار میگویند. اگر این انتقال کُند باشد، واکنشهای شیمیایی با مشکل مواجه میشوند و عوارض جانبی خطرناکی ایجاد میکنند.
تهدید ساختارهای سوزنیشکل
مهمترین این عوارض، تشکیل دندریتهای لیتیوم است. این ساختارهای سوزنیشکل که در اثر واکنشهای ناقص ایجاد میشوند، میتوانند:
- عملکرد باتری را مختل کنند؛
- باعث از کارافتادن ناگهانی آن شوند؛
- در بدترین حالت، منجر به آتشسوزی یا انفجار شوند.
راهحل از دل ساختار مولکولی
دایگن روان (Digen Ruan)، شونچیانگ چن (Shunqiang Chen) و همکارانشان در مقالهای که در مجله معتبر نِیچِر انرجی/ Nature Energy منتشر شده، راهحلی تازه ارائه دادهاند. آنها با مهندسی مولکولی، ساختار حلالهای الکترولیت را بهگونهای تغییر دادند که الکترونها در یک کانال مسطح و منظم (PAEC) آرایش پیدا کنند.
این آرایش جدید، اتصال بین الکترونها و یونهای لیتیوم را تقویت میکند و سرعت واکنشهای شیمیایی را بهشدت افزایش میدهد. نتیجه انتقال بار سریعتر، بدون واکنشهای جانبی مزاحم است.
نتیجه چشمگیر: ۱۵ دقیقه تا شارژ کامل
پژوهشگران این الکترولیت جدید را در باتریهای نمونه (از نوع کیسهای) آزمایش کردند. نتایج فراتر از انتظار بود:
- باتریها در ۱۵ دقیقه به طور کامل شارژ شدند؛
- سرعت شارژ معادل ۴ برابر ظرفیت اسمی باتری بود؛
- چگالی توان شارژ به هزار و ۷۴۷ وات بر کیلوگرم رسید؛
- پایداری باتری در چرخههای مکرر شارژ حفظ شد.
این عملکرد در شرایط شارژ فوق سریع (UFC) بیسابقه است.
دریچهای رو به آینده باتریها
نویسندگان مقاله تأکید میکنند که این پژوهش، ارتباط بین ساختار الکترونی حلال و دینامیک انتقال بار را آشکار کرده است. این یافته میتواند راهبردی جدید برای طراحی الکترولیتها در شرایط الکتروشیمیایی شدید ارائه دهد.
باتریهای لیتیوم - فلزی هنوز در مراحل اولیه تولید هستند و به تجاریسازی کامل نرسیدهاند؛ اما این دستاورد، گامی بلند در جهت تحقق باتریهایی با چگالی انرژی بالا، شارژ فوقسریع و ایمنی مطمئن است.
سخن پایانی
شاید روزی باتری گوشی شما در عرض یک ربع کاملاً شارژ شود و تا یک هفته دوام بیاورد؛ یا خودروی برقیتان در زمان صرف یک قهوه، انرژی کافی برای صدها کیلومتر مسیر را ذخیره کند. این پژوهش نشان میدهد که آن روز آنقدرها هم دور نیست؛ فقط کافی است به مولکولها اجازه دهیم در مسیر درست حرکت کنند.
منبع : باتری لیتیوم
تابآوری کودکان در جنگ را با داستان افزایش دهیم
برگزاری بزرگداشت ابوریحان بیرونی از سوی فلاسفه و اساتید
از نگاه امیرالمومنین(ع) راه مهار طمع انسان به قدرت و ثروت چگونه است؟
برگزاری آزمونهای تافل و GRE رسماً در ایران متوقف شد
اعلام جزئیات مرحله شفاهی آزمونهای دانشنامه تخصصی و فوق تخصصی پزشکی
ایران پرچمدار المپیاد فناوری نانو در سطح جهانی
محکومیت اقدام غیرقانونی آمریکا علیه متقاضیان آزمونهای بینالمللی
ارزش از کدنویسی به فهم مسئله منتقل میشود
ثبت نام آزمون پذیرش پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵ آغاز شد/ اعلام جزئیات آزمون
واکنش وزیر علوم به تحریمهای علمی آمریکا
مهلت انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ تمدید شد
ویژه برنامههای هفته وحدت در تجمعات شبانه
افتتاح دفاتر مشاوره وقف در سراسر کشور
برگزاری رویداد رحمه للعالمین در باغ کتاب
دانشجویان خارجی جشنواره هنر و رسانه عهد همزیستی را برگزار میکنند
وقف بر پایه ایثار، نوعدوستی و دوراندیشی استوار است
آغاز انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد
شرکت های فناوری خواستار افزایش دفاع سایبری در مقابل حملات هوش مصنوعی
نوار نانویی ۳ داروی مسکن را در کمتر از ۲ ثانیه آزاد میکند
قدرتمندترین موشک اروپا به پرواز درآمد
تاکید علمای مسلمان بر عملی کردن وحدت و ایستادگی در مقابل دشمن مشترک
نزاع حجاب، از ابتدا نزاع بر سر قدرت زن بود
البرز زیر بار کمبود مدرسه؛ مهاجرت چالش بزرگ مدارس البرز
توانمند سازی و گذار از الفبا رویکرد جدید سواد آموزی استان سمنان
جزئیات بورسیه تحصیلی صنعت و مشاغل در پذیرش کارشناسی ارشد ۱۴۰۵
غرامت ۱۸ میلیارد دلاری متا برای فرار از شکایت ایالتهای آمریکا
واکنش دانشگاه صنعتی خواجه نصیر به کناره گیری رئیس آن
نفوذ هکرهای چینی به ناسا و سنای آمریکا ردیابی شد
موبایلهای آینده چگونه تغییر میکنند؟
از خیالپردازی سرامیک تاشاعرانگی کاغذ در ماه هنر؛ تکثرِ بودن در پایتخت
محمد اصفهانی در دومین شب از «روایت رحمت» روی صحنه میرود
در طبیعت چه خبر است؟ یک مجموعه خواندنی برای کودکان
پرچم ایران روایتی از خون، باور، ایستادگی و تمنای رسیدن
تاکید بر نقش هنرستانها در مقابله با چالشهای جنگ اقتصادی
کاظمی: دشمن تلاش میکند تا دولتها را از صف مردم جدا کند
امین و مهدیه احمدزاده؛ خواهر و برادر شهید مینابی
پذیرش برگزیدگان المپیادهای جغرافیا و علوم زمین بدون کنکور ابلاغ شد
نتایج آزمون صلاحیت گروه پرستاری سال ۱۴۰۵ اعلام شد
جزئیات آزمون مرحله انفرادی هجدهمین المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی
دفترچه انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ منتشر شد
آغاز انتخاب رشته داوطلبان مجاز آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ از امروز
سینمای زیرزمینی ایران بررسی شد؛ از بحران بازنمایی تا اقتصاد نامرئی
روایت دبیر انجمن سرود کانون پرورش فکری از برگزاری یک جشنواره ملی
«حبیبی یا نبی»؛ نغمهای برای پیامبر رحمت
ریدلی اسکات با «ستاره های سگی» بدترین فیلمش را ساخت
«کوری» از پروندههای قضایی تا ممیزی؛ این سریال مروج مشروبات الکلی است؟
رازهایی که در یک کشو پنهان است؛ چه کسی دستخط قاتل را تقلید کرد؟
برای پویایی صنف باید صدای جوانها را جدی گرفت؛ سکوت معنا دارد
نسخه ویژه نابینایان «روزی روزگاری» منتشر میشود
وقتی مستند، حافظه میراث ملی را بیدار میکند
ایرانیخوانی نمایشنامه «تاجماه» برگزار شد
«رویای نیمه شب» و ضرورت ساخت آثار تلویزیونی با موضوع مهدویت
وقف رقیب اقتصاد کشور نیست
بیستمین آزمون سراسری قرآن پس از وقفه ای طولانی برگزار میشود
دانشمندی که هنوز رازهایش کشف نشده است؛ کیمیای رازی در تاریخ علم
تجلیل از ۴۵ چهره شاخص در اولین دوره جایزه جهانی دیپلماسی فرهنگی
تاسیس ۱۳ مؤسسه جدید فرهنگی قرآن و عترت
برگزاری آزمون بخش معارفی چهل و نهمین دوره مسابقات سراسری قرآن اوقاف
شرقشناسی بدون ایرانشناسی، امکان یا امتناع؟
متن نوبتدهی آرایشگاه برای عید؛ نمونههایی برای جذب مخاطب
دانشگاهها با ورزش تابآوری دانشجویان را تقویت کنند
راهنمای ثبتنام پذیرفتهشدگان دکتری دانشگاه علامه طباطبائی اعلام شد
پایان رویای «تنگه ترامپ» و غروب توهمات طاغوت روزگار در اعماق خلیج فارس
بهنام تشکر کارآگاه علوی جدید شد
برگزاری بزرگداشت ابن سینا با حضور اندیشمندان ایرانی و خارجی
تجربههای جهانی بازسازی پساجنگ در ۱۲ جلد کتاب
تلقی رایج از موسسات خیریه غلط است؛ انتشار نخستین گزارش زیست بوم خیریه
برگزاری جشنهای میلاد پیامبر مهربانیها با محوریت خونخواهی رهبر شهید
رجبی دوانی: نیازمند «انقلابی درون انقلاب» هستیم
آیا بین «امر تاریخی» و «امر ایمانی» می توان تمایزی مفهومی ایجاد کرد؟
ابنشهرآشوب روایات را دستکاری میکرد؟
تشخیص زودهنگام سرطان سینه با طراحی یک نانوزیستحسگر در دانشگاه تهران
استکبار جهانی به زبالهدان تاریخ میپیوندد؛ خونخواهی رهبر شهید حق ماست
حمایت مجری معروف اخبار عراق، از خلیج فارس+عکس
جدیدترین تصویر از آیت الله سیستانی
صعود دانشجوی دانشگاه آزاد به بام ایران با یاد دانشمند شهید دکتر طهرانچی +عکس
آغاز کلاسهای نیمسال اول دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور
حمله هکرهای ایرانی یک واحد تولید برق را در انگلیس تعطیل کرد
شکایت آمریکا از تیک تاک با ۴۰۰ میلیون دلار تسویه شد
واکنش قالیباف به جنگ اقتصادی ترامپ و داردستهاش+عکس
ثبت نام آزمون پذیرش پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵ آغاز شد/ اعلام جزئیات آزمون
محکومیت اقدام غیرقانونی آمریکا علیه متقاضیان آزمونهای بینالمللی
واکنش وزیر علوم به تحریمهای علمی آمریکا
مهلت انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ تمدید شد
اعلام جزئیات مرحله شفاهی آزمونهای دانشنامه تخصصی و فوق تخصصی پزشکی
برگزاری آزمونهای تافل و GRE رسماً در ایران متوقف شد
ایران پرچمدار المپیاد فناوری نانو در سطح جهانی
ارزش از کدنویسی به فهم مسئله منتقل میشود
برگزاری بزرگداشت ابوریحان بیرونی از سوی فلاسفه و اساتید
از نگاه امیرالمومنین(ع) راه مهار طمع انسان به قدرت و ثروت چگونه است؟
تابآوری کودکان در جنگ را با داستان افزایش دهیم
جزئیات بورسیه تحصیلی صنعت و مشاغل در پذیرش کارشناسی ارشد ۱۴۰۵
از خیالپردازی سرامیک تاشاعرانگی کاغذ در ماه هنر؛ تکثرِ بودن در پایتخت
تاکید علمای مسلمان بر عملی کردن وحدت و ایستادگی در مقابل دشمن مشترک
در طبیعت چه خبر است؟ یک مجموعه خواندنی برای کودکان
محمد اصفهانی در دومین شب از «روایت رحمت» روی صحنه میرود
البرز زیر بار کمبود مدرسه؛ مهاجرت چالش بزرگ مدارس البرز
آغاز انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد
نوار نانویی ۳ داروی مسکن را در کمتر از ۲ ثانیه آزاد میکند
توانمند سازی و گذار از الفبا رویکرد جدید سواد آموزی استان سمنان
وقف بر پایه ایثار، نوعدوستی و دوراندیشی استوار است
برگزاری رویداد رحمه للعالمین در باغ کتاب
تاکید بر نقش هنرستانها در مقابله با چالشهای جنگ اقتصادی
واکنش دانشگاه صنعتی خواجه نصیر به کناره گیری رئیس آن
امین و مهدیه احمدزاده؛ خواهر و برادر شهید مینابی
پرچم ایران روایتی از خون، باور، ایستادگی و تمنای رسیدن
دانشجویان خارجی جشنواره هنر و رسانه عهد همزیستی را برگزار میکنند
افتتاح دفاتر مشاوره وقف در سراسر کشور
ویژه برنامههای هفته وحدت در تجمعات شبانه
نفوذ هکرهای چینی به ناسا و سنای آمریکا ردیابی شد
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.