محققان اولین باتری یون-آلومینیوم غیرسمی جهان را ساختند

محققان در جدیدترین تحقیقات خود توانستند باتری‌های جدید آلومینیوم-یونی را با استفاده از مواد خاصی بسازند که برخلاف باتری‌های قبلی غیرسمی هستند.
کد خبر: ۲۸۳۶۰۴
تاریخ انتشار:۱۶ تير ۱۴۰۲ - ۰۲:۵۹ - 07 July 2023
به گزارش روزپلاس،امروزه باتری‌ها به بخشی ضروری از زندگی روزمره ما تبدیل شده‌اند و کارکرد همه چیز از تلفن همراه و ساعت‌های هوشمند گرفته تا وسایل نقلیه الکتریکی وابسته به آن‌هاست. با این حال، بیشتر باتری‌ها حاوی مواد خطرناک، سمی و خورنده هستند که در صورت دور ریختن در محل‌های دفن زباله یا بیرون ریختن در مکان‌های دیگر می‌توانند محیط زندگی انسان را آلوده کنند.

اغلب باتری‌ها دارای موادی مانند سرب، کادمیوم و جیوه هستند که می‌توانند انسان‌ها و حیوانات را مسموم کنند، باعث آلودگی خاک و آب شوند و برای مدت طولانی در محیط باقی بمانند.

تیمی از محققان دانشگاه فلیندرز در استرالیای جنوبی و دانشگاه علم و فناوری ژجیانگ در چین تحقیقات فراوانی را برای تولید اولین باتری غیرسمی انجام داده‌اند. تحقیقاتی که در نتیجه آن مرحله اول توسعه باتری جدید و از نوع آلومینیوم-یون غیرسمی به پایان رسید. باتری‌های یون آلومینیومی قابل شارژ (AIBs) اخیراً به دلیل ظرفیت حجمی نظری بالا و ایمنی خوب، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند و این باتری‌ها به سبب این ویژگی‌ها، به طور بالقوه به یک سیستم ذخیره انرژی پایدار و کم‌هزینه تبدیل شده‌اند.

سیستم باتری از کاتد، آند و الکترولیت تشکیل می‌شود که جزء اول بایستی یون‌های فلزی و مثبت تولید کند و جزء سوم نیز باید به نحوی باشد که حرکت یون‌ها در آن به راحتی انجام شود. به همین دلیل، یکی از چالش‌های اصلی برای دانشمندان AIB‌ها، حرکت آهسته کمپلکس‌های یونی Al+3است که منجر به AIB‌هایی با راندمان کاتدی پایین می‌شود.

یم راه‌حل برای این مشکل، استفاده از نوعی پلیمرهای مزدوج آلی است. این پلیمرها کاندیدهای امیدوارکننده‌ای برای مواد کاتدی برای AIBها برای رسیدگی به مسئله انتقال یون در نظر گرفته می شوند، اما هنوز عملکرد خروجی ولتاژ باتری ساخت آن‌ها ضعیف است و به همین دلیل دانشمندان به دنبال راه‌حل‌های بهتری هستند.

البته رادیکال‌های پایدار دسته‌ای از مولکول‌های آلی الکترواکتیو هستند که به طور گسترده در سیستم‌های مختلف باتری آلی استفاده می‌شوند. این مواد چندین مزیت مانند پایداری بالاتر در تولید، قابلیت تنظیم ویژگی‌های الکتروشیمیایی و بسیاری از امکانات و خواص ساختاری مناسب را ارائه می‌دهند.

پیش از این محققان مواد رادیکالی برای باتری‌های لیتیوم یون هیبریدی آلی (LIBs)، باتری‌های یون سدیم و باتری‌های تمام آلی تولید کرده بودند. اما این مواد به دلیل مشکل واکنش شیمیایی در الکترولیت‌ها، در باتری‌های یونی آلومینیومی قابل شارژ در حال ظهور استفاده نشده‌اند.

باتری‌های آلومینیومی جدید با استفاده از مواد خاصی به نام رادیکال‌های آلی پایدار ساخته می‌شوند که حاوی جزء حیاتی 2،2،6،6-tetramethylpiperidyl-1-oxy (TEMPO) هستند. این باتری‌ها به جای استفاده از مواد شیمیایی مضر، از الکترولیت آبی با غلظت بالای اسید استفاده می‌کنند.

استفاده از این الکترولیت‌های مبتنی بر آب به محققان کمک کرده است تا اولین طرح AIB‌های آبی-پلیمری را توسعه دهند که ضد حریق و پایدار در برابر هوا هستند. همچنین ولتاژ خروجی پایدار 1.25 ولت و ظرفیت 110 میلی‌آمپر ساعت-گرم در 800 سیکل را ارائه می‌کنند.

محققان امیدوارند در آینده از مواد زیست‌تخریب‌پذیر برای توسعه باتری‌ها استفاده کنند تا محصول ساخته شده ایمن و پایدار باشد. در نتیجه، این کار تحقیقاتی مسیر استفاده از مواد آلی الکترواکتیو را برای AIBهای مقرون به صرفه و ایمن که در حال حاضر به مولکول‌های آلی مزدوج متکی هستند، نشان می‌دهد.

نتایج تحقیقات در مقاله زیر منتشر شده است:

Shangxu Jiang, Yihui Xie, Yuan Xie, Li-Juan Yu, Xiaoqing Yan, Fu-Gang Zhao, Chanaka J. Mudugamuwa, Michelle L. Coote, Zhongfan Jia, and Kai Zhang. Lewis Acid-Induced Reversible Disproportionation of TEMPO Enables Aqueous Aluminum Radical Batteries.American Chemical Society, 2023; DOI:10.1021/jacs.3c04203

بازگشت به ابتدای صفحه
ارسال به دوستان
ارسال نظر
روایت تصویری
نگاه دوم
پیشنهاد سردبیر
پربازدیدها

پسر احمدرضا عابدزاده جواب بیرانوند را داد

انفجار مهیب در منطقه زینبیه دمشق

تأمین ۵۶ هزار هکتار زمین برای ساخت مسکن/ شناسایی ۱۰۱ هزار واجد شرایط مسکن طرح جوانی جمعیت

ادعیه و جادو در فولادشهر اصفهان؟ / کاغذ و دست نوشته‌های عجیب در رختکن پرسپولیس در اصفهان

واکنش باشگاه ذوب‌آهن به پیدا شدن ادعیه و جادو در رختکن پرسپولیس: مضحک است؛ بازی‌های رسانه‌ای از این دست را در شأن دو باشگاه نمی‌دانیم

تحول ۴درصدی/ چرا آمار مخاطبان محصولات صداوسیما اعلام نمی‌شود اعلام نمی‌شود؟/ ادعای یک روزنامه درخصوص مخاطبان تلویزیون

بازیکنان کلیدی استقلال در خطر از دست دادن دربی

اعلام زمان مجمع فدراسیون فوتبال برای ریاست یک فرد

پرداخت بیمه بیکاری مشروط شد

امیرعبداللهیان: اگر رفراندوم در ایران و انگلیس برگزار شود، انگلیس حتما می‌بازد/ ما از توقف نسل‌کشی در غزه استقبال می‌کنیم

پژو پارس ۱۴۰۳ تولید می‌شود

رای نهایی درباره حرکت جنجالی رونالدو اعلام شد

توافق ایران و روسیه برای تجارت گازی و سوآپ فرآورده های نفتی

پخش سری جدید «پایتخت» به نوروز می‌رسد؟

۳ میلیون و ۹۰۰ هزار زائر نیمه شعبان در مسجد مقدس جمکران حضور یافتند

پسر احمدرضا عابدزاده جواب بیرانوند را داد

تعدد لیست های انتخاباتی در تهران/ ۱ لیست نزدیک به اصلاح طلبان، ۴ لیست از وحدت اصولگرایان+ اسامی

این نشانه ها می گوید شما فردی عاقل هستید ولی کسی متوجه آن نیست

صرفه‌جویی ۳۲هزار میلیارد تومانی نان در ۱۴۰۱

هلاکت سرکرده گروهک تروریستی جیش العدل توسط نیروهای امنیتی ایران/ در سالروز دستگیری ریگی

لیست ۲۰ نفره ائتلاف بزرگ فرهنگیان در تهران منتشر شد/ سیدمحمد بطحایی و متکی سرلیست شدند

توسعه فرهنگی مبنای رشد جامعه است

انفجار مهیب در منطقه زینبیه دمشق

مدارس در این شهرها دوشنبه (۷ اسفند) تعطیل شد/ درحال تکمیل

دستمزد ۱۴۰۳ کارگران دیگر منطقه‌ای نمی‌شود

پرسپولیس به دنبال جانشین بیرانوند/ درخواست ۱۰میلیارد تومانی سنگربان کم‌نام‌ونشان

شگفتی‌سازی ساحلی‌بازان ایران تکمیل نشد؛ صعود برزیل به فینال با کامبک لحظات پایانی

شوک 700 میلیون یورویی منچستر به رئال در جذب امباپه!

۳ میلیون و ۹۰۰ هزار زائر نیمه شعبان در مسجد مقدس جمکران حضور یافتند

انتقاد حاج محمودکریمی درباره حسینیه معلی و پاسخ میثم مطیعی+ ویدئو

نتایج جدیدترین نظرسنجی‌های معتبر درباره انتخابات/ گرم‌ شدن انتخابات از شهرستان‌ها

سواد رسانه‌ای اندک مردم یکی از دلایل کلاهبرداری‌هایی مثل کوروش کمپانی است/ دستگاه‌های گوناگونی قصور داشتند و باید پاسخگو باشند

درباره حسینیه معلی/ انتقاد حاج محمودکریمی و پاسخ میثم مطیعی

محکومیت رئیس کمیته فنی داوران اسپانیا به اتهام دستکاری تصاویر VAR

پسر احمدرضا عابدزاده جواب بیرانوند را داد

پیش فروش محصولات سایپا ویژه نیمه شعبان/ ساینا 167 میلیون+ جدول

جانشین طارمی مقابل ژاپن مشخص شد

«شب داخلی دیوار» نوید محمدزاده قاچاق شد

بازار مسکن نرفته برگشت!

پرفروش‌ترین فیلم‌ها و سینماهای کشور در بهمن ماه اعلام شد + لیست

اعلام زمان قطعی واریز عیدی کارکنان دولت/ در این روز منتظر باشید

حرکات عجیب و غریب پوتین وسط جلسه مهم! / عکس