.png "عصر ایران")
۲۲ آبان ۱۴۰۴
به روز شده در: ۲۲ آبان ۱۴۰۴ - ۰۶:۳۰
کندوان یک‌طرفه شد (فیلم) ژاپنی‌ها باتری‌هایی با قابلیت خود ترمیمی ساختند
دانشمندان ژاپنی اخیراً موفق به توسعه باتری‌هایی با طول عمر بالا و قابلیت خودترمیمی شدند.
به گزارش ایسنا، طول عمر و ظرفیت ذخیره سازی دو اصل مهم در باتری‌ها هستند. امروزه در دنیا از باتری‌ها در موارد گوناگونی استفاده می‌شود بنابراین رقابت جدی میان دانشمندان برای توسعه باتری‌هایی با قابلیت بالا وجود دارد.
مهندسان "دانشگاه توکیو" (University of Tokyo) ژاپن در مطالعه‌ای دریافته‌اند اگر باتری‌ها با ماده‌ای موسوم به "اکسید ردکس اکسید اکسیژن " (Na ۲ RuO ۳) ساخته شوند، قابلیت‌های آن‌ها بسیار افزایش می‌یابد.
کاهش ظرفیت ذخیره سازی
امروزه ما "باتری‌های لیتیوم یون" (batteries lithium-ion) و "باتری‌های سدیم" (sodium batteries) داریم. اگرچه هر دو نوع باتری قدرتمند هستند، چرخه‌های تکراری شارژ کردن و استفاده از آن‌ها می‌توانند به طور قابل توجهی با طول عمر آن‌ها مرتبط باشد و ظرفیت ذخیره سازی آن‌ها را در طول زمان کاهش دهد.
اما مهندسان دانشگاه توکیو برای این مشکل، چاره اندیشیده و موفق به توسعه باتری‌هایی با قابلیت خود ترمیمی شده اند. پروفسور "آتسو یامادا" (Atsuo Yamada) و تیم او موفق به طراحی و توسعه باتری‌های خاصی شده‌اند که نه تنها طول عمر آن‌ها زیاد است بلکه دارای ظرفیت بالایی نیز هستند.
باتری‌ها معمولاً از لایه‌های مواد فلزی تشکیل شده‌اند. با شارژ و تخلیه شارژ باتری، این لایه‌ها شروع به تخریب می‌کنند و شکاف‌هایی به نام "نقص پشته سازی" (stacking faults) ایجاد می‌کنند.
این نقص، توانایی باتری برای ذخیره سازی و نگه داشتن شارژ را کاهش می‌دهد. علت این اتفاق به این دلیل است که مواد توسط یک نیروی ضعیف به نام "نیروی واندروالسی" (Van der Waals force) نگه داشته می‌شوند.
نیرو‌های بین مولکولی بین مولکول‌های قطبی با نیرو‌های بین مولکولی بین مولکول‌های غیرقطبی باهم تفاوت دارند. معمولاً نیرو‌های بین مولکولی به نام نیرو‌های واندروالسی معروفند. وجود این نیرو‌ها در بین مولکول‌ها باعث می‌شود که یک ترکیب جامد مولکولی شکل معینی داشته باشد و با غلبه بر این نیرو‌ها بتوان آن را به حالت مایع درآورد. اتم‌ها در مولکول‌ها توسط پیوند‌های کووالانسی کنار هم نگه داشته شده‌اند.
این نیرو به راحتی توسط فشار بر روی باتری‌ها در هنگام شارژ و استفاده از آن متوقف می‌شود. با این حال، یامادا و همکارانش مواد جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌توانند در برابر این فشار، مقاومت کند.
نیروی واندروالسی
آن‌ها طی این مطالعه دریافتند اگر باتری با یک ماده موسوم به "اکسید ردکس اکسید اکسیژن " (Na ۲ RuO ۳) ساخته شود، نه تنها تخریب چرخه شارژ و تخلیه شارژ کاهش می‌یابد، بلکه لایه‌ها نیز خود را تعمیر می‌کنند. این به این دلیل است که "اکسید ردکس اکسید اکسیژن" با نیرویی به نام "جاذبه کولومیک" (coulombic attraction) که به مراتب قوی‌تر از نیروی واندروالسی است، کنار یکدیگر قرار می‌گیرند.
یامادا در انتها افزود: توسط این روش نه تنها طول عمر باتری‌ها افزایش می‌یابد بلکه دیگر تخریب نمی‌شوند چرا که توسط این ماده قابلیت خود ترمیمی خواهند داشت. افزایش تراکم انرژی باتری اهمیت زیادی برای تحقق حمل و نقل الکتریکی دارد.
به گزارش ایسنا، طول عمر و ظرفیت ذخیره سازی دو اصل مهم در باتری‌ها هستند. امروزه در دنیا از باتری‌ها در موارد گوناگونی استفاده می‌شود بنابراین رقابت جدی میان دانشمندان برای توسعه باتری‌هایی با قابلیت بالا وجود دارد.
مهندسان "دانشگاه توکیو" (University of Tokyo) ژاپن در مطالعه‌ای دریافته‌اند اگر باتری‌ها با ماده‌ای موسوم به "اکسید ردکس اکسید اکسیژن " (Na ۲ RuO ۳) ساخته شوند، قابلیت‌های آن‌ها بسیار افزایش می‌یابد.
کاهش ظرفیت ذخیره سازی
امروزه ما "باتری‌های لیتیوم یون" (batteries lithium-ion) و "باتری‌های سدیم" (sodium batteries) داریم. اگرچه هر دو نوع باتری قدرتمند هستند، چرخه‌های تکراری شارژ کردن و استفاده از آن‌ها می‌توانند به طور قابل توجهی با طول عمر آن‌ها مرتبط باشد و ظرفیت ذخیره سازی آن‌ها را در طول زمان کاهش دهد.
اما مهندسان دانشگاه توکیو برای این مشکل، چاره اندیشیده و موفق به توسعه باتری‌هایی با قابلیت خود ترمیمی شده اند. پروفسور "آتسو یامادا" (Atsuo Yamada) و تیم او موفق به طراحی و توسعه باتری‌های خاصی شده‌اند که نه تنها طول عمر آن‌ها زیاد است بلکه دارای ظرفیت بالایی نیز هستند.
باتری‌ها معمولاً از لایه‌های مواد فلزی تشکیل شده‌اند. با شارژ و تخلیه شارژ باتری، این لایه‌ها شروع به تخریب می‌کنند و شکاف‌هایی به نام "نقص پشته سازی" (stacking faults) ایجاد می‌کنند.
این نقص، توانایی باتری برای ذخیره سازی و نگه داشتن شارژ را کاهش می‌دهد. علت این اتفاق به این دلیل است که مواد توسط یک نیروی ضعیف به نام "نیروی واندروالسی" (Van der Waals force) نگه داشته می‌شوند.
نیرو‌های بین مولکولی بین مولکول‌های قطبی با نیرو‌های بین مولکولی بین مولکول‌های غیرقطبی باهم تفاوت دارند. معمولاً نیرو‌های بین مولکولی به نام نیرو‌های واندروالسی معروفند. وجود این نیرو‌ها در بین مولکول‌ها باعث می‌شود که یک ترکیب جامد مولکولی شکل معینی داشته باشد و با غلبه بر این نیرو‌ها بتوان آن را به حالت مایع درآورد. اتم‌ها در مولکول‌ها توسط پیوند‌های کووالانسی کنار هم نگه داشته شده‌اند.
این نیرو به راحتی توسط فشار بر روی باتری‌ها در هنگام شارژ و استفاده از آن متوقف می‌شود. با این حال، یامادا و همکارانش مواد جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌توانند در برابر این فشار، مقاومت کند.
نیروی واندروالسی
آن‌ها طی این مطالعه دریافتند اگر باتری با یک ماده موسوم به "اکسید ردکس اکسید اکسیژن " (Na ۲ RuO ۳) ساخته شود، نه تنها تخریب چرخه شارژ و تخلیه شارژ کاهش می‌یابد، بلکه لایه‌ها نیز خود را تعمیر می‌کنند. این به این دلیل است که "اکسید ردکس اکسید اکسیژن" با نیرویی به نام "جاذبه کولومیک" (coulombic attraction) که به مراتب قوی‌تر از نیروی واندروالسی است، کنار یکدیگر قرار می‌گیرند.
یامادا در انتها افزود: توسط این روش نه تنها طول عمر باتری‌ها افزایش می‌یابد بلکه دیگر تخریب نمی‌شوند چرا که توسط این ماده قابلیت خود ترمیمی خواهند داشت. افزایش تراکم انرژی باتری اهمیت زیادی برای تحقق حمل و نقل الکتریکی دارد.
لینک کوتاه: کپی لینک
تخم‌مرغ گندیده؛ از بین برنده قارچ‌های ناخن! ماندگارترین فناوری جهان؛ اجداد ما میلیون‌ها سال از یک نوع ابزار سنگی استفاده می‌کردند این فناوری‌ها باعث صرفه‌جویی در مصرف آب می‌شود ۹ ترفند ارزان که ماشین‌های قدیمی را دوباره نو می‌کند محمدرضا پهلوی در حال بازدید از مسجد پاریس در فرانسه؛ سال 1327(عکس) نقش خواب در پیشگیری و کنترل دیابت و فشار خون سرزمین هزار دریاچه کجاست؟ درجا گرم کردن ماشین ؛ اشتباه رایجی که به موتور آسیب می‌زند حیوانات در معرض انقراض ایران و آسیا را بشناسید(اینفوگرافی) حادثه در جاده سبزوار - نیشابور؛ انحراف اتوبوس ۲۳ مصدوم برجا گذاشت آمریکا شایعه ساخت پایگاه نظامی نزدیک غزه را رد کرد؛ «تمایلی به مشارکت نداریم» 5 نشانه که ممکن است همسر شما یک روان آزار باشد داستان تکان دهنده محمود قاتل در عصر رضاخان/ اکبر سلاخی که اشتباهی شکنجه شد و فوت کرد این معماری خاص، مکانی برای عبادت است (+عکس) وقتی افسانه به بتن تبدیل شد؛ راز ماندگاری مجتمع اورفئوس و اوریدیکه (+عکس)