.png "عصر ایران")
۱۳ آبان ۱۴۰۴
به روز شده در: ۱۳ آبان ۱۴۰۴ - ۰۱:۰۰
ریزش بخشی از یک برج قرون وسطایی در رم (فیلم) تبدیل نقطه‌ضعف باتری‌های لیتیم-یون به نقطه قوت
نقص‌هایی مانند مرزهای دوقلویی، به طور طبیعی در ماده باتری رخ می‌دهند و بخش اعظمی از تحقیقات پیشین بر حذف آن‌ها از مواد تمرکز کرده بودند.
تیمی از دانشمندان با همکاری «رضا شهبازیان‌یسار» از دانشگاه میشیگان و «فرزاد مشایخ»، دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی شریف و محقق حال حاضر دانشگاه میشیگان، نشان داده‌اند مرزهای دوقلویی در باتری‌های لیتیم-یون که در حالت معمول برای این سیستم‌ها نقص به شمار می‌آیند، در واقع، می‌توانند به عملکرد بهتر آن‌ها کمک کنند.
نقص‌هایی مانند مرزهای دوقلویی، به طور طبیعی در ماده باتری رخ می‌دهند و بخش اعظمی از تحقیقات پیشین بر حذف آن‌ها از مواد تمرکز کرده بودند.
دانشمندان به رهبری شهبازیان‌یسار دریافته‌اند این مرزهای دوقلویی در باتری‌ها می‌توانند کانال‌های خوبی باشند که به انتقال یون‌های لیتیم کمک کنند.
چون باتری‌های لیتیم-یون سبک هستند، تراکم انرژی بالایی را در خود جای می‌دهند و کارآیی آن‌ها به طور دائم بالا می‌رود، این باتری‌ها بسیاری از گجت‌ها را نیرودهی می‌کنند.
تمامی باتری‌های پایه یعنی باتری‌هایی که با یون‌های لیتیم کار می‌کنند، به حرکت یون‌ها بین آند و کاتد متکی‌اند و جریان الکتریکی یون‌ها را مجاب می‌کند بین آن‌ها حرکت کنند. انرژی پایین یک باتری بدین معناست که تبادل یون پایین‌تری بین آند و کاتد رخ می‌دهد و مرزهای دوقلو می‌توانند به بسط‌دادن این تبادل بدون کاستن از عمر باتری کمک کنند.
مرزهای دوقلو، نارسایی‌های متقارن و کوچکی در باتری‌ها هستند و تقارن آن‌ها موجب بروز مشکلاتی می‌شود زیرا نقطه‌ضعف‌هایی را در ماده ایجاد می‌کند. بر اساس یافته‌های شهبازیان‌یسار و تیم علمی‌اش، همزمان این تقارن، مسیری برای حرکت طولانی یون‌ها در طول آن فراهم می‌کند. آن‌ها نشان داده‌اند یک مرز دوقلو به عنوان بزرگراهی برای انتقال یون‌های لیتیم عمل می‌کند.
شهبازیان‌یسار در این باره گفت: معمولا فضای خالی در درون بلور وجود دارد که یون‌ها از آن‌برای واردشدن و خارج‌شدن از الکترود استفاده می‌کنند. این فضا مانند شهر شلوغی با خیابان‌های باریکی است و یون‌ها به خودروهای در حال حرکت شباهت دارند. در صورت بروز تصادف، ساخت وساز جاده‌ای یا ترافیک، خودروها نمی‌توانند به آسانی از میان خیابان‌ها عبور کنند و این موضوع در باتری‌ها نیز رخ می‌دهد. یون‌های لیتیم به مسیرهای باز و عریضی برای حرکت به داخل یا خارج از الکترودها نیاز دارند و هر نوع مانعی بر سر راه یون‌های متحرک به میزان انرژی باتری کمک می‌کند.
تیم تحقیقاتی، مرزهای دوقلو را برای اکسید قلع آزمایش کرده اما شهبازیان یسار مدعی است می‌توان آن‌ها را به بسیاری از مواد باتری اعمال کرد.
به گفته وی، گام بعدی یافتن شیوه بهینه‌کردن این نقص‌ها برای متعادل‌کردن یکپارچگی مکانیکی با میزان ساختارهای دوقلو است.
یافتن این تعادل گام بعدی در تحقیقات دانشمندان است و یافته‌های جدید درباره مرزهای دوقلو، زمینه لازم برای توسعه‌دادن باتری‌های لیتیم-یون را فراهم می‌کند.
جزئیات این دستاورد علمی در مجله Nano Letters ارائه شد.
منبع: ایسنا
لینک کوتاه: کپی لینک
چطور سن واقعی کامپیوتر و لپ‌تاپ را تشخیص دهیم؟ قیمت آپارتمان ۵۰ در تهران؛ فرق شمال و جنوب پایتخت چقدر است؟ اسباب بازی‌های بمب گذاری شده توسط اسرائیل برای کودک‌کُشی در غزه اعلام برنامه ویژه برای لامین یامال؛ وینگر جوان بارسلونا باید زمان بیشتری را روی نیمکت سپری کند واکنش حماس به احتمال تصویب قانون برای اعدام اسرای فلسطینی فونت متفاوت شماره ۱۰ هافبک ایرانی دینامو ماخاچ‌قلعه جلب توجه کرد (+عکس) بلندپایه‌ترین افسر صهیونیست اسیر در بین اجساد تحویلی به صلیب سرخ بازیکن لیگ برتری در خیابان شلوغ لندن با اسلحه تهدید شد/ بازداشت مدیر برنامه ستاره تیم ملی انگلیس به ظن اخاذی قصه‌های نان و نمک(۵۴)/ ۱۳۰ تومن و یک فحش؛ تصویر یک سیستم بی‌اعتماد! وضعیت هشدار در اوترخت هلند اعلام شد؛ آلودگی آب آشامیدنی به باکتری خطرناک در آستانه دیدار لیگ اروپا بازداشت ۵ عضو یک شبکه نفوذی در جنوب خان یونس لورن جیمز، ستاره زن چلسی، کفش‌های تولید محدود خود را به وینیسیوس جونیور هدیه داد (+عکس) سرمربی الشرطه عراق: عدالت در بازی مقابل تراکتور برقرار نشد/ تیمم را سرزنش نمی‌کنم یوتیوب در یک دانشگاه بزرگ رفع فیلتر شد اسکوچیچ: از پیروزی با موقعیت کم راضی نیستم/ بیرانوند: چمن یادگار امام را عوض نمی‌کردند، بهتر بود
اخبار و تحلیل های ترکیه