گروهی از محققان استرالیایی موفق به تولید پوشش پلیمری برای رفع مشکلات باتری لیتیوم سولفور شده‌اند که می‌تواند انقلابی را در بازار ایجاد کند.
یکی از بزرگ‌ترین مشکلات لوازم الکترونیکی قابل حمل، باتری و شارژ محدود آنهاست. با وجود قابلیت‌های خارق‌العاده‌ای که این لوازم در اختیار ما می‌گذارند، با خالی شدن ظرفیت باتری در مواقع ضروری مشکلاتی را هم برای ما ایجاد می‌کنند. احتمالا شارژ گوشی، ساعت هوشمند، تبلت یا لپ‌تاپ شما هم در موقعیتی ضروری تمام شده باشد. اما امروز گزارش جدیدی منتشر شده که نشان می‌دهد انقلاب بزرگی در زمینه باتری‌ها در حال رخ دادن است. براین اساس، محققان استرالیایی در حال توسعه باتری لیتیوم سولفور (لیتیوم گوگرد) هستند.
این گروه از محققان دانشگاه موناش شهر ملبورن استرالیا، باتری لیتیوم سولفور را برای جایگزین کردن باتری‌های لیتیوم یون که از گذشته مورد استفاده قرار می‌گرفتند توسعه دادند. هزینه ساخت این باتری‌ها باوجود ظرفیت ۵ برابری، تقریبا نصف باتری‌های لیتیوم یونی است. بااین وجود در صورت موفقیت آزمایش‌ها احتمالا به‌زودی وارد مراحل توسعه و تولید انبوه برای تعبیه در دستگاه‌های مختلف می‌شوند. نکته جالب درباره این دستاورد بزرگ، کاهش میزان فلز لیتیوم است که باعث شده طول عمر باتری تا ۵ برابر افزایش داشته باشد.
البته پیش از این باتری‌های لیتیوم سولفور (Li-S) تولید شده بودند، اما واکنش‌های شیمیایی غیر قابل کنترلی در آنها رخ می‌داد. هنگامی که آندهای لیتیوم و کاتدهای سولفور با یکدیگر ترکیب می‌شدند، درندریت (ساختار درخت شکل) تولید می‌شد که باتری و الکترولیت را تخریب می‌کرد. در نتیجه گاهی اوقات طول عمر باتری لیتیوم سولفور تا ۵۰ چرخه کاهش می‌یافت و پس از آن به‌صورت کامل از بین می‌رفت. علاوه‌بر آن، این مسئله گاهی اوقات باعث اتصال کوتاه درون باتری می‌شد و الکترولیت را به آتش می‌کشید.
درحقیقت این گروه به ریاست دانشجوی دکترا، دکلن مک نامارا موفق شدند راه‌حلی برای مشکلات شناخته شده باتری لیتیوم سولفور ابداع کنند. اختراع آنها «آند فویل لیتیومی با پوشش پلیمری نانومتخلخل» است که به‌عبارت ساده‌تر، یک لایه محافظ است. ضخامت پوشش پلیمری از یک کاغذ هم کمتر است و سوراخ‌هایی با عرض کمتر از یک نانومتر روی آن قرار دارد. این پوشش از تشکیل درندریت و اتصال پلی‌سولفید‌ها با آند لیتیومی جلوگیری می‌کند و در عین حال، یون‌های لیتیوم آزادانه به حرکت خود ادامه می‌دهند.
مک نامارا در این باره توضیح داد: «فلز لیتیوم منبعی خارق‌العاده برای ذخیره انرژی است، البته اگر در یک باتری به‌درستی ذخیره نشود، این انرژی اثری نخواهد داشت. اما اگر به درستی ذخیره شود و مورد استفاده قرار بگیرد، ظرفیت باتری دستگاه‌ها در آینده افزایش چشمگیری خواهد داشت و پوشش جدید باتری لیتیوم سولفور ما را به تولید این باتری نزدیک‌تر می‌کند».
پروفسور مایناک ماجومدر هم در حمایت از مک نامارا گفت که نتایج بسیار قابل توجهی به‌دست آمده و تحقیقات این گروه مشکل اصلی باتری‌های لیتیوم سولفور را پوشش خواهد داد. پروفسور متیو هیل هم گفت که این باتری‌ها، تغییر بزرگی را در بازار ایجاد خواهند کرد و شرکت‌های مختلف به فکر تعبیه آنها در لوازمی از جمله گوشی، لپ‌تاپ یا حتی خودرو برقی و سفینه‌های فضایی خواهند بود.
احتمالا شما هم از شنیدن این خبر بسیار هیجان‌زده شدید، اما نمی‌توان پیش‌‌بینی کرد که این باتری‌ها در بازار موفق شوند. زیرا فناوری‌های دیگری مانند زینک یون، سدیم یون و آهن هوا برای باتری‌های قدرتمند‌تر درحال توسعه هستند و برای مشاهده عملکرد آنها در بازار برای رقابت با باتری‌های لیتیوم یونی باید منتظر بمانیم.
اخبار مرتبط:
