نسل جدید باتری

نسل جدید باتری با قابلیت شارژ در کمتر از یک دقیقه و عملکرد بهتر

نسل جدید باتری ها توسط پژوهشگران و محققان دانشگاه استنفورد تولید شده است. دانشمندان در تولید این نمونه باتری از آلومینیوم بهره برده اند و یکی از قابلیت های مورد توجه آن شارژ شدن کامل آن در حداکثر یک دقیقه است. با توجه به این ویژگی منحصر به فرد، می توان ادعا کرد که این باتری ها باعث تغییر و تحول عظیمی در صنعت باتری سازی شده و می تواند جایگزین خوبی برای باتری های کنونی در دستگاه های الکترونیکی قابل حمل باشد. در گزارش های گاردین به این نکته اشاره شده است که باتری های آلومینیومی اولین باتری فلزی است که تولید شده است. لازم به ذکر است که از فلز آلومینیوم در تولید بدنه خودرو و هواپیما استفاده می شود. دو ویژگی بارز و مورد توجه باتری آلومینیومی عبارتند از :

  • قابلیت شارژ سریع
  • عمر طولانی

نسل جدید باتری آلومینیومی و نسل قدیمی آن :

در مقایسه باتری های آلومینیومی که در گذشته تولید می شدند با باتری های آلومینیومی جدید، دارای عمر کمتری بودند و با 100 بار شارژ شدن و از دست دادن شارژ عمر مفید آن ها به پایان می رسید. نسل جدید باتری های آلومینیومی حدود 7500 بار شارژ و دشارژ می شوند که در مقایسه با باتری های لیتیومی گوشی های هوشمند و لپ تاپ ها و ماشین های شارژی که تنها قابلیت 1000 بار شارژ و دشارژ را دارند، رقم قابل توجهی است و می تواند جایگزین مناسبی باشد.

نسل جدید باتری آلمینیومی

البته باتری های آلومینیومی که جدیداً تولید شده است دارای ولتاژی معادل نصف ولتاژ باتری لیتیومی است، به همین دلیل عرضه آن به بازار فروش باتری و تولید انبوه آن هنوز قطعی نشده است. با این وجود نسل جدید باتری آلومینیومی دارای انعطاف پذیری قابل توجهی است و شما می توانید به راحتی آن را خم کنید؛ در نتیجه این نمونه باتری برای استفاده در گوشی های تاشو و بند ساعت هوشمند مناسب است. در مورد بهبود ولتاژ باتری های آلومینیومی یکی از پژوهشگران این طرح عنوان کرد : « تنها می توان با تغییراتی در کاتد این نوع باتری می توانید تراکم انرژی و افزایش ولتاژ ایجاد کنید، همچنین می توانید این باتری را به عنوان یک باتری ایده آل در نظر بگیرید زیرا دارای مشخصات زیر است :

  • الکترود ارزان
  • امنیت زیاد
  • سرعت بالای شارژ
  • انعطاف پذیری بالا
  • دوام طولانی

نسل جدید باتری علاوه بر اینکه راهکاری برای افزایش عمر مفید به همراه دارد می تواند به بهبود عملکرد دستگاه های الکترونیکی کمک کند و فرسودگی آن ها را به عقب بیندازد.

انواع مختلف باتری های نسل جدید :

انواع مختلف نسل جدید باتری عبارتند از :

  • باتری های نانولوله
  • باتری های سولفور
  • باتری فلز – هوا
  • ابر خازن

نسل جدید باتری مبتنی بر نانولوله :

یکی از نسل های جدید تولید شده باتری، باتری های مبتنی بر نانولوله است که با یک تغییر جزئی شیمیایی در باتری های لیتیومی به دست آمده است. با وجود اینکه باتری های لیتیومی در برابر تغییر ساختار انعطاف پذیر نیستند؛ اما با کمک گرفتن از فناوری نانو در الکترودهای آن عملکرد باتری های لیتیومی به میزان زیادی بهبود پیدا کرد. در این باتری ها با بهره بردن از فناوری نانولوله در ساخت الکترودهای آن سرعت شارژ آن به 70 درصد در دو دقیقه تغییر پیدا کرد و افزایش چشمگیری در آن مشاهده شد. پژوهشگران در تولید نسل جدید باتری های لیتیومی از گرافیت به جای سیلیکون استفاده کردند که با اختراع دی اکسید تیتانیوم نانولوله ‌ای در دانشگاه سنگاپور گام جدیدی در این راستا برداشته شد و در دو سال آینده منتظر خبرهای خوبی در صنعت باتری سازی هستیم.

نسل جدید باتری های نانو لوله

نقاط قوت :

  • شارژ سریع
  • بازدهی بیشتر شارژ

نقاط ضعف :

  • تراکم انرژی و دوام مشابه با باتری ‌‌های فعلی

استفاده از سولفور در تولید باتری ‌های جدید :

دانشمندان و پژوهشگران برای اینکه عمر مفید باتری ها افزایش پیدا کند، باتری های قبلی را با همان سایز مورد آزمایش قرار دادند و از مواد مختلف شیمیایی استفاده کردند، در بین تمامی این مواد شیمیایی سولفور یا گوگرد باعث دوام باتری های شیمیایی می شد. در راستای این تحقیقات باتری های باتری لیتیوم – سولفور تولید شد که از مشخصه های منحصر به فرد آن می توان به ذخیره 5 برابری انرژی در هر گرم نسبت به باتری های لیتیومی اشاره کرد. میزان تراکم انرژی این نمونه باتری نسبت به باتری های لیتیومی دو برابر بیشتر است، با این حال شما نمی توانید از این باتری انتظار دوام شارژ در وسیله های الکترونیکی داشته باشید.

نسل جدید باتری / باتری لیتیوم سولفور

نکته قابل توجهی که در مورد صنعت باتری سازی می توان به آن اشاره کرد این است که پیشرفت های چشم گیری در 20 سال اخیر داشته و با توجه به تکنولوژی در حال توسعه شاهد تولید خودرویی در سال 2016 بودیم که در آن از باتری های لیتیوم – سولفور استفاده شده بود. این باتری تنها برای استفاده در صنعت خودرو سازی تولید شده و ارائه عمومی آن برای گوشی های هوشمند به زمان و تحقیقات بیشتری نیاز دارد. نسل جدید باتری لیتیومی مبتنی بر سولفور دارای نقاط مثبت و منفی است که عبارتند از :

نقاط مثبت :

  • عمر باتری دو برابر

نقاط ضعف :

  • بازدهی کم شارژ
  • شیمی ناپایدار
  • تعداد شارژ کردن مشابه باتری ‌‌های فعلی

نسل جدید باتری مبتنی بر فلز و هوا :

نمونه دیگری از باتری های تولید شده که در دست بررسی است، باتری هایی است که در آن به جای کاتد از اکسیژن موجود در هوا بهره برده شده است. کاتد موجود در باتری های لیتیومی معمولی از جنس گرافیت است. استفاده از هوا دو مزیت در تولید این نمونه باتری دارد که این دو مزیت عبارتند از :

  1. وزن سبک باتری تولید شده
  2. رایگان بودن هوایی که به جای کاتد استفاده می شود

نسل جدید باتری

شما می توانید از سبک وزن بودن باتری به این نتیجه برسید که تراک انرژی در آن بیشتر است و به ادعای دانشمندان این باتری شبیه به بنزین است. نسل جدید باتری به نام باتری ‌های فلزی – هوایی علاوه بر دو ویژگی گفته شده دارای طول عمر بیشتری است. از آنجایی که این باتری گزینه مناسبی برای خودروهای برقی است کمپانی تسلا برای تکمیل کردن تحقیقات در مورد آن حق انحصاری این باتری را به خود اختصاص داده است. در یکی از تست های این کمپانی مشخص شد با یک بار شارژ 1800 کیلومتر بر ساعت به دست می آید. این باتری به طور کلی دارای نقاط قوت و ضعف زیر می باشد :

نقاط قوت :

  • تراکم انرژی بسیار بالا
  • عمر بالای باتری

نقاط ضعف :

  • بازدهی پایین شارژ مجدد
  • سخت بودن شارژ کردن دوباره باتری‌ های جامد

باتری جامد :

ساختار باتری‌ های جامد به گونه ایت که با حذف الکترولیت مایع همراه است و برای انتقال یون از الکترولیت و ژنراتور الکتریکی استفاده می شود. در این نمونه باتری ها شاهد تراکم انرژی بیشتری هستیم. این باتری که با نام Sakti۳ به بازار ارائه شد با وجود عمری مشابه به باتری های فعلی دارای مزیت های زیادی است که بعضی از آن ها عبارتند از :

  • دو برابر ذخیره انرژی بیشتر
  • بی‌خطر
  • قابل تولید در اندازه و اشکال مختلف
  • خطر کمتر برای محیط زیست

معرفی ابر خازن ‌ها به عنوان نسل جدید باتری :

یکی از وسایل الکتریکی که انرژی الکتریکی را در خود ذخیره می کند، خازن است اما معمولاً از خازن ها در دستگاه هایی استفاده می کنند که فضای کمی برای ذخیره مقدار زیادی انرژی دارند؛ مثلا فلش یا بلندگوی خودرو از نمونه بارز این دستگاه ها هستند. ذخیره انرژی در خازن ها و شارژ آن ها چند ثانیه طول می‌ کشد و مصرف شدن این انرژی به آرامی اتفاق می افتد. ابر خازن ها نیز رفتاری مشابه به خازن ها دارند و شارژ شدن آن ها در چند ثانیه انجام می شود و شبیه به یک باتری به آرامی دشارژ می شودند.

نسل جدید باتری / ابر خازن

آخرین تولید ابر خازن ها به نمونه گرافینی آن بر می گردد که در کمتر از 16 ثانیه شارژ می شود و تعداد دفعات شارژ و دشارژ آن 10 هزار بار است. تنها ایرادی که می تواند از ابر خازن های گرافینی گرفت این است که تراکم انرژی در آن ها با تراکم انرژی باتری های لیتیومی فعلی برابر است. تقاط مثبت و منفی ابر خازن ها شامل موارد زیر می شود :

نقاط قوت :

  • شارژ فوری
  • بازدهی بالای شارژ
  • دارای پتانسیل کافی برای  استفاده به عنوان منبع تامین برق در ماشین‌ های برقی

نقاط ضعف :

  • تراکم انرژی کم
  • عمر باتری کوتاه

صنعت باتری سازی روز به روز در حال توسعه است و باتری های جدیدی در حال تولید شدن است و به زودی در وسایل الکترونیکی استفاده می شوند، اما استفاده از نسل جدید باتری در گوشی تلفن همراه فعلاً امکان پذیر نیست.

2 دیدگاه دربارهٔ «نسل جدید باتری با قابلیت شارژ در کمتر از یک دقیقه و عملکرد بهتر»

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا