المپياد جهاني شيمي
 باتري آلومينيمي 
باتري آلومينيمي زنگ تفريح شيمي
باتری آلومینیومی جدیدی که در عرض 60 ثانیه شارژ می‌شوند.

 

پژوهشگران دانشگاه Stanford باتری جدیدی ساخته‌اند که دارای ویژگی‌هایی است که همه‌ی ما دوست داریم باتری‌های لیتیومی تلفن‌های همراهمان آنها را داشته باشند. این تیم به تازگی نمونه‌ی آزمایشی باتری آلومینیومی اختراعی خود را در ژورنال طبیعت (Nature) ارائه کرد. ساخت این باتری برای افرادی که طولانی مدت از گوشی‌های هوشمند خود استفاده می‌کنند خبر بسیار خوبی است. این باتری در عرض یک دقیقه به طور کامل شارژ می‌شود، می‌تواند برای مدت بیشتری نسبت به باتری‌های موجود در بازار شارژ را نگه دارد و علاوه بر این از باتری‌های لیتیومی ایمن‌تر است. آلومینیوم به دلیل قیمت پایین و ظرفیت بالای بار الکتریکی، فلزی بسیار قابل توجه برای استفاده در باتری‌ها است. با این حال تلاش‌ها برای ساخت باتری آلومینیومی در طول 30 سال گذشته با شکست رو‌به‌رو شده بود. باتری‌های آلومینیومی قبلی ساخته شده نیروی الکتریکی کافی برای کار دستگاه‌ها را مهیا نمی‌کردند، عمر بسیار کوتاهی داشتند و زود خراب می‌شدند. تا به امروز محققین نتوانسته بودند ترکیب درستی از مواد را برای ایجاد ولتاژ کافی پس از شارژ کردن‌های متوالی پیدا کنند.

 

 

 


Stanford با استفاده از گرافیت بعنوان کاتد باتری (محلی که جریان در آن از باتری خارج می‌شود) و آلومینیوم بعنوان آند (محلی که در آن جریان وارد باتری می‌شود) موانع ساخت باتری آلومینیومی را از بین بردند. محققان این تیم آند آلومینیومی و کاتد گرافیتی خود را به همراه الکترولیت مایع در یک کیسه‌ی پلیمری انعطاف‌پذیر قرار دادند. حاصل این ترکیب یک باتری ارزان قیمت با کارآیی بالا بود. این باتری آلومینیومی توانایی تولید 2 ولت الکتریسیته دارد و می‌تواند بیش از 7500 بار بدون هیچ کاهشی در ظرفیتش شارژ شود. برای مقایسه، دیگر باتری‌های آلومینیومیِ آزمایشی پس از 100 بار شارژ شدن خراب شدند، همچنین باتری‌های معمولی لیتیومی توانایی تقریبی 1000 مرتبه شارژ شدن را دارند. باتری آلومینیومی همچنین یک مزیت دیگر نسبت به باتری‌های لیتیومی دارد و آن این است که آتش‌گیر نیست. برای مثال اگر سوراخی در یک باتری لیتیومی ایجاد کنید،ممکن است باتری آتش بگیرد. در واقع باتری‌های لیتیومی ممکن است رفتارهای غیر قابل پیش‌بینی در شرایط مختلف از خود نشان دهند و به همین دلیل بسیاری از شرکت‌های هواپیمایی حمل باتری‌های لیتیومی به تعداد بالا توسط هواپیما را منع کرده‌اند.

 

 

 

 

 


باتری آلومینیومی تیم دانشگاه Stanford ظاهراً تمام مشکلات باتری‌های لیتیومی را حل کرده است. اما تلاش‌ها برای بهبود ویژگی‌های این باتری همچنان ادامه دارد. اگرچه 2 ولت بالاترین قابلیت تولید ولتاژی است که تاکنون در باتری‌های لیتیومی بدست آمده است، هنوز این مقدار ولتاژ برای کار ابزارهای مورد استفاده‌ی ما از جمله گوشی‌های تلفن همراه کافی نیست. باتری‌های لیتیومی گوشی‌های هوشمند به طور متوسط 3.7 تا 4.2 ولت الکتریسیته تولید می‌کنند. تیم تحقیقاتی دانشگاه Stanford با استفاده از 2 باتری و یک مبدل توانستند 5 ولت الکتریسیته تولید کنند، اما این تجهیزات برای گوشی‌های هوشمند ظریف ما بزرگ هستند. Hongjie Dai استاد شیمی دانشگاه Stanford می‌گوید: «باتری‌های ما تقریباً نیمی از ولتاژ باتری‌های لیتیومی معمولی را تولید می‌کنند. اما می‌توان با بهبود ماده‌ی کاتد، این ولتاژ تولیدی را به میزان مناسبی افزایش داد. به جز این ضعف، باتری‌های ما تمام ویژگی‌های مورد نظر کاربران را دارد: الکترودهای ارزان قیمت، ایمنی بالا، سرعت بالای شارژ شدن، انعطاف‌پذیری و عمر طولانی.» پس منتظر باشید تا روزهای نگرانی در مورد تمام شدن شارژ وسایل الکترونیکی با ورود باتری‌های آلومینیومی جدید به بازار به پایان برسد.

 

 

 

 


 منبع:

 

Carl Engelking


منابع مفيد:

بخش فيزيک فعاليت‌هاي علمي


 

 

 

1393/10/3لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 المپياد شيمي

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد شيمي
 پيوندها
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  3232
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  3232