توليد باتری‌ يون فلوئوريدی با ظرفيت چند برابر باتری‌های موجود، ايسنا

دانشمندان آلمانی باتری قابل شارژی ساخته‌اند که با انتقال يون فلوئور ميان الکترودها کار می‌کند و می‌تواند ظرفيتی چند برابر بالاتر از باتری‌های موجود داشته باشد.

به گزارش سرويس فناوری ايسنا، اين باتری که توسط «ماکسی‌ميليان فيچنر» و «مونانگی رِدی» از موسسه فناوری «کارلس روهه» ساخته شده است با استفاده از انتقال برگشت‌پذير يون‌های فلوئور ميان الکترودها کار می‌کند. جهت انتقال يون‌های فلوئور به شارژ يا دشارژ شدن باتری بستگی دارد.

فيچنر می‌گويد مشوق آنها در اين کار ظرفيت پايين باتری‌های موجود بود. در آينده باتری‌ها بايد چگالی انرژی بالاتری داشته باشند تا باتری‌های سبک‌تر عملکردی مشابه يا بهتر از باتری‌های سنگين فعلی پيدا کنند.

او می‌افزايد: اين ويژگی مخصوصاً در کاربردهای غيرثابت اهميت بيشتری دارد، زيرا همه دوست دارند که رايانه‌های هوشمند و گوشی‌های تلفن همراه آنها مدت زمان بيشتری بدون نياز به شارژ کار کنند.

تمرکز اين محققان بر باتری‌های مبتنی بر فلوئور بود، زيرا از نظر تئوری فلوئور قابليت ذخيره انرژی بالايی دارد.

فيچر می‌گويد: از آنجايی که در اين باتری‌ها نيازی به استفاده از ليتيوم نيست از ايمنی بيشتری نيز برخوردارند.

دراين باتری آند فلزی و کاتد فلوئوريد فلزی توسط يک الکتروليت رسانای فلوئور از يکديگر جدا می‌شوند.

هنگام دشارژ يا تخليه باتری، الکترون‌ها با کاتد فلوئوريد فلزی ترکيب شده و آن را به فلز تبديل می‌کنند. سپس آنيون‌های فلوئوريد از طريق الکتروليت به سمت آند فلزی رفته و در آنجا با ترکيب شدن با فلز آند، فلوئوريد فلز توليد می‌کنند. زمان شارژ باتری فرايند عکس اتفاق می‌افتد.

اين محققان نانوکامپوزيت‌های فلوئوريدی مختلفی توليد کرده و از آنها به عنوان کاتد و الکتروليت بهره بردند. از سريم فلزی نيز به عنوان آند استفاده شد. لايه‌های کاتد-الکتروليت-آند به شکل صفحاتی به هم فشرده شدند تا عملکرد آنها به‌عنوان باتری مورد بررسی قرار گيرد.

«جان گوديناف»، متخصص مواد باتری از دانشگاه تگزاس در آوستين آمريکا بر اهميت توليد باتری‌های جايگزين برای باتری‌های يون ليتيومی تأکيد می‌کند.

او می‌گويد: تغييرات حجمی زياد در الکترودهای اين باتری جديد بر چرخه عمر آن تأثير منفی دارد، بنابراين بايد يک سطح تماسی مايع - جامد برای آن تعبيه شود.

فيچر می‌گويد در صورت توسعه بيشترِ اين کار می‌توانيم باتری‌های پايدار با ظرفيتی چندين برابر ظرفيت باتری‌های يون ليتيومی فعلی داشته باشيم.

باتری‌های فلوئوريدی اوليه تنها در دماهای بالا کار کرده و ظرفيت آنها با گذشت زمان کاهش می‌يافت، اما فيچر انتظار دارد با مشارکت دانشمندان ديگر از حوزه‌های مختلف، اين مشکلات برطرف شوند.

جزئيات اين کار در Journal of Materials Chemistry منتشر شده است.