اخبار خارجی فناوری اطلاعات افزايش ظرفيت و طول عمر باتري‌ها با ساخت الكترودي جديد

ايسنا , دوشنبه 22 اسفند 1390

افزايش ظرفيت و طول عمر باتري‌ها با ساخت الكترودي جديد

پژوهشگران آمريکايي با ايجاد دولايه‌هايي از جنس V2O5 موفق به توليد ساختارهايي شدند که مي‌تواند به‌ عنوان کاتد در باتري‌ها استفاده شود.

هموطن آنلاین_ پژوهشگران آمريکايي با ايجاد دولايه‌هايي از جنس V2O5 موفق به توليد ساختارهايي شدند که مي‌تواند به‌ عنوان کاتد در باتري‌ها استفاده شود.
اين ساختارها در صورت استفاده در باتري‌هاي يون- سديم مي‌تواند ظرفيت و عمر باتري را به‌ ميزان قابل توجهي افزايش دهد. محققان آزمايشگاه ملي آرگونه، دانشگاه شيکاگو و گروه «اينترفيس بيونانو» موفق به ساخت کاتدهاي سه ولتي با کارايي بالا براي باتري‌هاي قابل شارژ يون سديم شدند.
بالاترين ظرفيت نظري اين باتري‌ها 250 mAh/g است، در اين سيستم‌ها توان 760 W/kg بوده و طول عمر آن بالا است، همچنين انرژي خروجي از اين باتري‌ها 1200 W/kg است. با اين مشخصات مي‌توان از باتري‌هاي دو لايه V2O5 در حوزه‌هاي مختلف در دماي اتاق استفاده کرد.
باتري‌هاي قابل شارژ که در آنها به ‌جاي ليتيم از يون سديم به ‌عنوان وسيله انتقال بار استفاده مي‌شود، گزينه مناسبي براي جايگزيني باتري‌هاي يون ليتيم بوده و قادرند بازار ذخيره انرژي را گسترش دهند. اين بازار پيش از اين در اختيار باتري‌هاي يون ليتيم بوده است.
باتري‌هاي مبتني بر سديم بسيار مورد توجه هستند، زيرا سديم فلز ارزان قيمت، بي‌خطر و فراواني است. همچنين اين ماده در تمام دنيا وجود داشته و در نتيجه مي‌تواند گزينه مناسبي براي باتري‌هاي قابل شارژ باشد. اين تيم تحقيقاتي براي ساخت اين نوع باتري از يون‌هاي سديم استفاده کردند. آنها از ساختارهاي دو لايه‌اي که فاصله بين آنها قابل تنظيم است در اين باتري‌ها استفاده كردند.
نتايج تحقيقات نشان داد که سديم موجب مي‌شود تا اين لايه‌ها دچار تغيير ساختار شده و به ‌صورت ورقه‌هاي منظمي روي يکديگر قرار ‌گيرند. با خروج يون‌هاي سديم از اين سيستم، نظم لايه‌ها از بين مي‌رود؛ اما ساختار ميان لايه‌اي در آنها حفظ مي‌شود. با قرار دادن نانومواد در اين ساختارها مي‌توان روياي ساخت الکترودهاي ظرفيت بالا را به تحقق پيوست. با افزايش الاستيسيته و پايداري اين ساختارها مي‌توان الکترودهاي دو لايه از جنس V2O5 توليد کرد و از آنها در ساخت باتري‌هاي سديمي قابل شارژ با دانسيته انرژي بالا استفاده کرد.
نتايج اين تحقيق در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Nanostructured Bilayered Vanadium Oxide Electrodes for Rechargeable Sodium-Ion Batteries, در نشريه «ACS Nano» به چاپ رسيده است.