روشی شگفت‌انگیز برای افزایش ۱۰ برابری عمر باتری‌های آبی، با قیمتی «بسیار ارزان»

محققان در عربستان سعودی به تازگی از کشف جالبی خبر داده‌اند که به افزایش عمر باتری‌های آبی کمک می‌کند، که با قیمتی «بسیار ارزان» انتخابی ایمن‌تر و پایدارتر از باتری‌های لیتیومی محسوب می‌شوند.

باتری‌های آبی اکنون انتخابی ایمن‌تر و پایدارتر از باتری‌های لیتیومی محسوب می‌شوند - عکس: هنو هوانگ

تیمی از دانشمندان دانشگاه علوم و فناوری ملک عبدالله در عربستان سعودی (KAUST) دلیل اصلی از دست رفتن سریع عملکرد و طول عمر باتری‌های آبی - باتری‌هایی که از آب به عنوان حلال استفاده می‌کنند - را کشف کرده‌اند: مولکول‌های «آب آزاد» باعث واکنش‌های جانبی می‌شوند که به آند آسیب می‌رسانند.

و تنها با مقدار کمی نمک سولفات ارزان مانند سولفات روی، تیم به طور موثری بر این مشکل غلبه کرد و باعث شد باتری بیش از 10 برابر بیشتر دوام بیاورد.

طبق گفته تیم تحقیقاتی، «آب آزاد» مولکول‌های آبی هستند که به یون‌های دیگر در باتری پیوند محکمی ندارند. این حالت باعث می‌شود آب به راحتی با اجزای الکترود واکنش نشان دهد و باعث اتلاف انرژی و خوردگی مواد شود.

وقتی نمک‌های سولفات اضافه می‌شوند، یون‌های سولفات به عنوان «چسب مولکولی آب» عمل می‌کنند و آب را محکم‌تر در ساختار پیوند نگه می‌دارند و در نتیجه واکنش‌های جانبی مضر را تا حد زیادی کاهش می‌دهند.

پروفسور حسام الشریف، محقق ارشد و مدیر مرکز CREST برای فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر و ذخیره‌سازی در KAUST، گفت: «این کشف نشان می‌دهد که ساختار آب نقش کلیدی در شیمی باتری ایفا می‌کند، اما قبلاً نادیده گرفته شده بود.»

اگرچه در بیشتر آزمایش‌ها از سولفات روی استفاده شده است، نتایج اولیه نشان می‌دهد که اثر «هیدروژل» یون‌های سولفات در طیف وسیعی از آندهای فلزی دیگر نیز صدق می‌کند. این امر امکان توسعه یک راه‌حل جهانی، ساده و مؤثر را برای بهبود طول عمر کل خانواده باتری‌های آبی فراهم می‌کند.

یونپی ژو، محققی که بیشتر آزمایش‌ها را انجام داده است، گفت: «نمک‌های سولفات ارزان، در دسترس و از نظر شیمیایی پایدار هستند و این امر، راهکار ما را از نظر علمی و اقتصادی امکان‌پذیر می‌کند.»

باتری‌های آبی اکنون جایگزین ایمن‌تر و پایدارتری برای باتری‌های لیتیومی برای سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ، مانند ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی برای شبکه برق، در نظر گرفته می‌شوند. پیش‌بینی می‌شود بازار جهانی باتری‌های آبی تا سال ۲۰۳۰ از ۱۰ میلیارد دلار فراتر رود.

این تحقیق با مشارکت اساتید عمر محمد، عمر بکر، شیشیانگ ژانگ و مانی ساراتی از دانشگاه KAUST در مجله Science Advances منتشر شد.

بازگشت به موضوع

وی ان ای

منبع: https://tuoitre.vn/bat-ngo-cach-giup-pin-nuoc-ben-gap-10-lan-gia-re-beo-20250731095443709.htm