با باتری های لیتوم یونی جدید سرعت شارژ هزار برابری و قدرت دوهزار برابری را تجربه کنید

محققان دانشگاه ایلینوی آمریکا توانسته اند باتری های با نام لیتیوم- یون بسازند که قادر هستند 100 برابر سریعتر شارژ شوند و 2000 برابر قدرت بیشتری را ارائه می دهند.

این محققان که در شهر اوریانا به سر میبرند، تکنولوژی جدیدی را در باتری های لیتیوم-یون توسعه داده اند که این باتری ها را قادر میسازد 2000 برابر قویتر از باتری های مشابه باشند. محققان می گویند این فناوری فقط گامی در بهتر شدن باتری ها نیست، بلکه این فناوری قواعد ذخیره سازی در گذشته را به طور کلی تغییر خواهد داد و ما را قادر میسازد تا کارهای مختلف جدیدی را با این فناوری انجام دهیم.

همانطور که میدانیم، در دنیای فناوری یکی از مهمترین دغدغه ها صرفه جویی در انرژی میباشد. در دنیای امروز میتوانیم مقدار زیادی قدرت(وات) یا مقدار زیادی انژی (وات ساعت) را داشته باشیم; اما قادر نیستیم تا هردوی این ها را باهم داشته باشیم. ابر خازن ها، قطعات الکترونیکی هستند که میتوانند برای مدت زمان کوتاهی قدرت بسیار زیادی را آزاد کنند.  سلول های سوختی میتوانند مقدار زیادی انرژی ذخیره کنند اما این انرژی به حداکثر توان خروجی این سلول ها محدود میشود.

این مسئله یک مشکل اساسی است زیرا میتوان گفت تمام برنامه های کاربردی مدرن چون فناوری های همواره در حال گسترش گوشی های هوشمند، رایانه های پوشیدنی، وسایل نقلیه الکتریکی و... همه و همه نیازمند مقدار زیادی انرژی و قدرت هستند. در حال حاضر تنها راه حل برای کاربردهای نیازمند به قدرت و انرژی بالا استفاده از باتری های جدید لیتیوم-یون هستند. البته این موضوع را هم باید در نظر داشت هنگامی که طراحان صنعتی ومندسان الکترونیک دستگاه جدیدی را خلق میکنند، باز هم حتی بهترین نمونه های باتری های لیتیومی نیز با چالش جدی روبرو هستند.

نکته جالبی که در باتری طراحی شده توسط دانشگاه ایلینوی وجود دارد این است که تراکم بیشتری نسبت به ابر مخزن ها و نیز چگالی انرژی مشابهی با باتری های نیکل-روی و لیتیوم-یون دارد. براساس اخبار منتشر شده این دانشگاه، باتری مورد نظر در حجم 30 برابر کوچکتر موجوداست که میتواند برای تقویت 30 برابری یا بیشتر در برد انتقال سیگنال ها در دستگاه های بی سیم استفاده شود. در کنار این تقویت برد، قادر هستیم این باتری ها را با سرعت 1000 برابر بیشتر شارژ کنیم، که این باتری ها را رویایی میکند.

محققان دانشگاه ایلینوی با بهره گیری از ساختار کاتد و آندی جدید این پیشرفت بزرگ را شکل داده اند.  که در واقع یک باتری لیتیوم معمولی از یک آند جامد دوبعدی، ساخته شده از گرافیت و یک کاتد ساخته شده از لیتیوم است. این در حالی است که، باتری جدید ایلینوی دارای آند و کاتد متخلخل و سه بعدی میباشد. محققان برای ایجاد این ساختار الکترودی جدید، ساختاری از پلی‌استایرن (فایبرگلاس) روی یک بستر شیشه ایجاد می‌کنند، نیکل الکترودیپوزیت را روی پلی‌استایرن قرار می‌دهند و سپس الکترودهای نیکل- قلع را آند و دی‌اکسید منگنز را کاتد قرار می‌دهند.

در نتیجه این الکترودهای متخلخل با سطح گسترده‌تر خود امکان واکنش شیمیایی بیشتری در یک فضای مشخص فراهم می‌کنند و در نهایت باعث افزایش قابل توجه قدرت خروجی و سرعت شارژ می‌شوند. تا به حال محققین از این تکنولوژی برای ساخت یک میکرو باتری با اندازه  بسیار کوچک در حد دکمه لباس استفاده کرده اند.

انتظار میرود از این تکنولوژی در دستگاه های مصرفی  که باتری های بسیار کوچک و سبکی دارند استفاده شود. فکرش هم جذاب است، تصور کنید گوشی هوشمند شما دارای یک باتری فقط به ضخامت یک کارت اعتباری است که میتواند تنها ظرف چند ثانیه کاملا شارژ شود. علاوه بر این ها ما میتوانیم از این باتری ها در تجهیزات بسیار قدرتمند مانند لیزر و دستگاه‌های پزشکی و دیگر تجهیزاتی که معمولا از ابررایانه‌ها استفاده می‌کنند مانند خودروهای فرمول‌ یک و ابزارهای شارژ سریع نیز استفاده کنیم. به هرحال با تمام این تفاسیر دانشگاه ایلینوی باید نشان دهد که این تکنولوژی موجب افزایش ظرفیت باتری خواهد شد و اینکه فرآیند تولید این باتری ها گران قیمت نخواهد بود.