طراحی كاتالیزوری برای نسل جدید باتری های لیتیومی با نانو ذرات

طراحی كاتالیزوری برای نسل جدید باتری های لیتیومی با نانو ذرات

به گزارش پی اچ پی و جی کوئری پژوهشگران ایرانی موسسه فناوری ایلینوی با همکاری محققانی از دانشگاه پنسیلوانیا، دانشگاه ایلینوی و آزمایشگاه ملی آرگون با استفاده از نانوذرات فسفید تری مولیبدن مبادرت به توسعه نسل جدیدی از باتری ها کردند که عملکرد بهتری نسبت به باتری های لیتیوم یون رایج دارد.


به گزارش پی اچ پی و جی کوئری به نقل از ایسنا، یکی از گلوگاه های پیاده سازی گسترده فناوری های انرژی پایدار، سیستم های ذخیره سازی کارآمد انرژی هستند و باتری های لیتیوم یون (LIBs) گزینه اصلی برای دستگاههای الکترونیکی امروزی بوده و از ابزارهای مصرفی گرفته تا وسایل پزشکی، وسایل نقلیه الکتریکی و حتی ماهواره ها به این باتری ها وابسته هستند.
باتری های لیتیوم یون به صورت کلی، دارای ظرفیت انرژی ۱۰۰ تا ۲۰۰ وات بر کیلوگرم هستند و این امکان را برای بیشتر خودرو های الکتریکی فراهم می کنند تا با یک شارژ ۳۰۰ تا ۴۰۰ کیلومتر حرکت کنند.
علیرغم دانسیته انرژی بالای باتری های لیتیوم یون، در مقایسه با انواع دیگر باتری ها، دانسیته انرژی آنها هنوز صد برابر کمتر از بنزین است. این بدان معناست که موتورهای بنزینی دارای بازده حرارتی بالاتری بوده و سبب می شوند بازدهی سوخت بالاتر از ۶-۷ L / ۱۰۰km باشد.
برای جایگزینی این فناوری، محققان در حال بررسی باتری های لیتیوم هوا (LABs) هستند. متأسفانه، باتری های لیتیوم هوا امروزه اشکالات جدی دارند، آنها خیلی از انرژی تزریق شده را بعنوان گرما هدر می دهند و به نسبت سریع تخریب می شوند و فقط چند دوره شارژ نگه می دارند.
این فناوری به صورت گسترده توسط گروه های تحقیقاتی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. کاتالیزورهای فلزی زیادی مانند پلاتین، طلا و روتنیوم و همینطور کاتالیزورهای غیرفلزی مانند اکسیدهای فلزات انتقالی، دی کلکوژنیدهای فلزات گذار و کاتالیزورهای مبتنی بر کربن برای حل این مساله استفاده شده است. با این وجود، تابحال هیچ پیشرفت بزرگی گزارش نشده است.
در این راستا تیم تحقیقاتی علیرضا کندوری در موسسه فناوری ایلینوی با همکاری محققان دانشگاه پنسیلوانیا، دانشگاه ایلینوی و آزمایشگاه ملی آرگون در کوشش برای یافتن یک کاتالیزور بسیار فعال، یک نمونه آزمایشگاهی از کاتالیزوری تولید کردند که از نانوذرات Mo۳P بسیار فعال با ظرفیت های بالای شارژ ۸۰ و ۲۷۰ میلی ولت سود می برد. این تیم از نانوذرات Mo۳P (فسفید تری مولیبدن) بعنوان ماده کاتدی و همینطور یک الکترولیت مایع مهندسی شده متشکل از مواد افزودنی واسطه ردوکس استفاده کردند.
باتری حاصل، در شرایط هوای محیط با راندمان بالای انرژی ۹۰٫۲ درصد در چرخه اول، تراکم انرژی ۰۰۱۵۰۰ Wh / kg (حدود ۸ برابر بهتر از باتری های لیتیوم یون پیشرفته) و طولانی مدت کار می کند. این باتری با۱۲۰۰ چرخه شارژ / دشارژ از دوام بالایی برخوردار می باشد.
بر مبنای اعلام ستاد نانو، نتایج این کار نشان داده است که نانوذرات Mo۳P به علت ساختار منحصر به فرد خود، یک گزینه امیدوارکننده کاتالیزوری است. این فناوری تراکم زیادی از سایت های فعال مولیبدن را با خواص الکترونیکی خاص فراهم می آورد که به بهبود علمکرد باتری منجر می شود.



1399/10/11
18:47:14
5.0 / 5
145
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۷ بعلاوه ۳