افزایش طول عمر باتری های لیتیومی با معکوس کردن سن آنها
گروه هوش مصنوعی: یک روش جدید که شامل تزریق یک مولکول حامل لیتیوم یون به باتری های قدیمی است، عمر آنها را تا بالاتر از 12 هزار چرخه شارژ و تخلیه شارژ می افزاید.
به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا، محققان چینی یک «درمان دقیق» جدید برای باتری های لیتیوم یون قدیمی ارائه کرده اند تا آنها را به شرایط کارخانه بازگردانند. این تکنیک که توسط گروهی در دانشگاه فودان در شانگهای توسعه یافته است، می تواند عمر باتری را تا بالاتر از ۱۲ هزار چرخه شارژ و تخلیه شارژافزایش دهد.
به نقل از آی ای، این تکنیک می تواند نتایج بزرگی در چندین بخش همچون وسایل نقلیه الکتریکی (EVs)، تلفن های هوشمند و امکانات ذخیره انرژی داشته باشد. چنین فناوری برای باتری هایی که بطور معمول بین ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ چرخه عمر دارند که حدود ۶ تا هشت سال استفاده را در برمی گیرد، متحول کننده خواهد بود.
این تکنولوژی جدید متکی به یک مولکول حامل لیتیوم است که می تواند به باتری های قدیمی تزریق شود تا یون های لیتیوم از دست رفته را باردیگر به آنها بازگرداند. این تکنیک جدید که شبیه به جراحی دقیق در انسان است، می تواند عمر باتری را افزایش دهد و مزایای مهمی برای کاهش ضایعات باتری و آلودگی محیط زیست عرضه نماید.
«جراحی» احیاکننده برای باتری های لیتیومی
گائو یو (Gao Yue) از دانشگاه فودان توضیح داد: درست مانند درمان یک بیماری در انسان، ما روی تعمیر مشکل اصلی باتری و در عین حال حفظ اجزای سالم آن تمرکز کردیم. گائو می گوید: این مولکول حامل را می توان به باتری های درحال تخریب تزریق کرد تا دقیقا یون های لیتیوم از دست رفته را باردیگر جایگزین کند و یک «درمان دقیق» ارائه کند.
ساختار این مولکول بسیار ساده است، الکترون های لیتیوم در یک سر آن قرار دارد و سایر اجزای آن مانند وسیله نقلیه ای عمل می کند که الکترون های لیتیوم را به باتری قدیمی منتقل می کند. قطعات مولکول حامل، در نهایت بصورت گاز تخلیه می شود.
این مقاله که در مجله نیچر انتشار یافت، توضیح داد که یک باتری لیتیوم یونی از یک کاتد، آند و یون های لیتیوم فعال در میان آنها تشکیل شده است. این مطالعه اشاره نمود که یک باتری معمولی زمانی که یون های زیادی را از دست می دهد، بازنشسته می شود.
پژوهشگران می گویند: رویکرد ما حفظ کاتد و آند است که در عین رسیدگی به بخش مشکل ساز، بازهم عملکرد دارند. گائو تصریح کرد: ما قصد داشتیم یک ماده کاربردی متحول کننده ایجاد نماییم که پر کردن دقیق لیتیوم یون را ممکن کند تا بطور قابل توجهی طول عمر باتری را افزایش دهد.
بگفته گروه سازنده این فناوری، طراحی مولکول حامل یک چالش مهم بود. پژوهشگران مجبور شدند از تخیل و هوش مصنوعی (AI) استفاده نمایند.
پیدا کردن مولکول حامل مناسب
این گروه خاطرنشان کردند که هر مولکول کاندیدا برای این کار باید مجموعه پیچیده ای از الزامات را برآورده کند. این الزامات شامل خوب حل شدن در الکترولیت موجود باتری و شرکت در واکنش ها بدون لطمه رساندن به باتری است.
همین طور این مولکول باید با مواد مختلف فعال و الکترولیت ها سازگاری بالایی داشته باشد. برای این منظور، پژوهشگران از یادگیری ماشینی برای شناسایی نامزدهای بالقوه با دیجیتالی کردن خواص مولکولی و استفاده از مجموعه داده های شیمی آلی، الکتروشیمی و مهندسی مواد بهره برد.
در نتیجه، مولکول CF۳SO۲Li، به عنوان یک راهکار ایده آل برای این مشکل ظاهر شد. نسبتا ارزان است، ساخت آن آسان است و با بیشتر باتری های رایج امروزی سازگار است.
بعد از آزمایش های دقیق، پژوهشگران دریافتند که باتری هایی که در معرض این مولکول جدید قرار می گیرند، حتی بعد از ۱۲ تا ۶۰ هزار چرخه شارژ و دشارژ، عملکرد نزدیک به زمان تولید خودرا حفظ می کنند. این بطور قابل توجهی استانداردهای صنعت را از محدوده فعلی ۵۰۰ تا ۲۰۰۰ چرخه بهبود بخشید.
گائو می گوید: این راهکار جدید نه فقط بازنشستگی باتری را به تاخیر می اندازد، بلکه اتلاف منابع و آلودگی را نیز می کاهد.
منبع: iagrp.ir
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب