تحول در ذخیره‌سازی انرژی با مهندسی نانومواد؛ جایگزین ایرانی برای باتری‌های لیتیومی معرفی شد

به گزارش زیست آنلاین،به نقل از روابط عمومی ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، تیمی از پژوهشگران دانشگاه کاشان با همکاری محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)، روشی نوین برای افزایش کارایی باتری‌های آبی روی-یون ارائه کرده‌اند. این روش بر پایه مهندسی دقیق فاصله میان لایه‌های یک نانوماده دوبعدی به نام «سولفید قلع» (SnS2) استوار است.

در این پژوهش، محققان با استفاده از فرآیند کنترل‌شده ورود و خروج یون‌های سدیم، موفق شدند فاصله بین صفحات نانولایه‌های سولفید قلع را از ۰.۸۶ به ۱.۱۰ نانومتر افزایش دهند. این تغییر ساختاری در مقیاس نانو، مقاومت در برابر حرکت یون‌ها را کاهش داده و مسیر شارژ و تخلیه باتری را تسهیل کرده است.

عملکرد استثنایی و پایداری بالا
نتایج آزمایش‌های الکتروشیمیایی نشان می‌دهد که کاتد جدید ساخته شده توسط دانشمندان ایرانی، ظرفیت اولیه ۳۵۹ میلی‌آمپرساعت بر گرم را به ثبت رسانده است. یکی از ویژگی‌های برجسته این باتری، پایداری بالای آن در استفاده طولانی‌مدت است؛ به طوری که پس از هزار چرخه شارژ و تخلیه، بیش از ۸۳ درصد از ظرفیت اولیه خود را حفظ می‌کند.

همچنین این کاتد در نرخ‌های بالای جریان نیز عملکرد بسیار مطلوبی از خود نشان داده است که به معنای قابلیت شارژ سریع در تجهیزات الکترونیکی و سامانه‌های ذخیره‌سازی انرژی است.

پایان سلطه باتری‌های لیتیومی؟
اگرچه باتری‌های لیتیوم-یون در حال حاضر بازار را در اختیار دارند، اما چالش‌هایی نظیر قیمت بالا، محدودیت منابع لیتیوم و خطرات ایمنی (احتمال اشتعال)، نیاز به جایگزین را جدی کرده است. باتری‌های آبی روی-یون به دلیل استفاده از الکترولیت‌های پایه آب و فراوانی عنصر روی، گزینه‌ای ایمن، ارزان و سازگار با محیط زیست هستند.

این دستاورد علمی که نتایج آن در ژورنال معتبر بین‌المللی منتشر شده است، افق‌های تازه‌ای را در توسعه خودروهای برقی، ذخیره‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر (خورشیدی و بادی) و ارتقای پایداری شبکه برق کشور باز می‌کند. به گفته تیم تحقیق، این راهبرد مهندسی نانومتری می‌تواند برای بهبود عملکرد سایر مواد لایه‌ای در صنعت باتری‌سازی نیز مورد استفاده قرار گیرد./ایرنا