هل هو البديل المثالي لبطاريات الليثيوم - أيون؟ هل يمكن لبطاريات الزنك القائمة على الماء - القيام بذلك؟
بعد تطوير بطارية ليثيوم تعتمد على الماء - العام الماضي ، طورت جامعة ميريلاند بطارية زنك مائي -. هل يمكن تسويقها هذه المرة؟
طور باحثون أمريكيون بطارية زنك مائية قابلة لإعادة الشحن - لا تتميز بسعة عالية وعمر طويل فحسب ، بل إنها أيضًا أكثر أمانًا ومن المتوقع أن تكون بديلاً مثاليًا لبطاريات الليثيوم - الأيونية المستخدمة على نطاق واسع .
بالنسبة للبطاريات ، الحجم الصغير ، السعة الكبيرة ، العمر الطويل ، السلامة العالية ، وتكلفة التصنيع المنخفضة هي متطلبات جودة مثالية ، ولكن لا يزال من الصعب العثور على البطاريات التي تدمج هذه الخصائص. خذ بطاريات الليثيوم المستخدمة على نطاق واسع في المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية كمثال. على الرغم من أنها رائعة من حيث السعة والحجم والعمر ، إلا أن خطر انفجارها قد انتقد من قبل العديد من الناس.
هذه المرة ، قام فريق بحثي مكون من باحثين من جامعة ماريلاند ومختبر أبحاث الجيش والمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا بدمج تقنية بطاريات الزنك التقليدية مع تقنية بطاريات المياه لتطوير سعة أكبر وبطارية أكثر أمانًا. بطارية قابلة لإعادة الشحن. استخدموا نوعًا جديدًا من الإلكتروليت المائي ليحل محل الإلكتروليت العضوي القابل للاشتعال المستخدم في بطاريات أيونات الليثيوم التقليدية - ، مما أدى إلى تحسن كبير في سلامة البطارية ؛ وعن طريق إضافة معدن الزنك وإضافة الملح إلى المنحل بالكهرباء ، تم تحسين كثافة طاقة البطارية بشكل فعال.
لاحظ الباحثون أن بطاريات الزنك آمنة وغير مكلفة نسبيًا لإنتاجها ، ولكنها ليست مثالية نظرًا لانخفاض كثافة الطاقة وقصر عمرها. تتغلب بطارية الزنك الجديدة التي تعتمد على الماء - على أوجه القصور هذه في بطارية الزنك التقليدية ، والتي لا تؤدي فقط إلى تحسين كثافة طاقة البطارية إلى حد كبير ، بل تطيل أيضًا من عمر البطارية. مقارنةً ببطاريات الليثيوم ، فإن بطاريات الزنك التي تعتمد على الماء - لا يمكن مقارنتها من حيث كثافة الطاقة فحسب ، ولكنها أيضًا أكثر أمانًا ، مع عدم وجود خطر حدوث انفجار أو نشوب حريق.
الباحثون واثقون من آفاق التسويق التجاري لبطارية الزنك المائية الجديدة -. قالوا إن النوع الجديد من البطاريات لن يتم استخدامه في النهاية فقط في الإلكترونيات الاستهلاكية ويصبح منافسًا قويًا لبطاريات الليثيوم ، ولكن سيتم استخدامه أيضًا في البيئات القاسية مثل الفضاء وأعماق البحار ، وسيكون مفيدًا في الفضاء ، في الأعماق { {1}} استكشاف البحار والمجالات الأخرى.
تم نشر نتائج البحث ذات الصلة في العدد الأخير من مجلة Nature Materials.
في الواقع ، في وقت مبكر من سبتمبر الماضي ، طور باحثون في مختبر أبحاث الجيش الأمريكي (ARL) وجامعة ماريلاند لأول مرة بطاريات أيونات الليثيوم {0} باستخدام ملح مائي - محلول كهارل يمكنه تحقيق المستوى المطلوب من الأجهزة الإلكترونية المنزلية مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة. 4.0 فولت بدون نشوب حريق وخطر الانفجار الذي تفعله بعض بطاريات - أيونات الليثيوم - غير المائية المتوفرة تجاريًا.
وفقًا للدكتور كانغ شو ، باحث ARL المتخصص في الكيمياء الكهربية وعلوم المواد والمؤلف الرئيسي للدراسة ، ستوفر هذه التقنية للجنود بطارية أيون ليثيوم - آمنة تمامًا ومرنة مع نفس الطاقة مثل ليثيوم SOA { {1}} كثافة بطاريات الأيونات. حتى في حالة سوء الاستخدام الميكانيكي الشديد ، تظل البطارية خالية من مخاطر الحريق والانفجار.
التعليقات: للنظام المائي - تأثير كبير في تحسين أمان البطارية. من بطاريات الحالة الصلبة - إلى بطاريات الجرافين إلى بطاريات الزنك القائمة على الماء - ، تظهر دائمًا مفاهيم جديدة للبطاريات ، ولكن حتى الآن في التطبيقات العملية ، لا يوجد نوع من البطاريات يمكنه حقًا تحقيق تقدم كبير و تحقيق التصنيع. يمكن الاهتمام بتكنولوجيا البطاريات الجديدة ، ولكن هذه - التقنيات الجديدة هي أكثر من مفهوم الضجيج ، ويجب على الصناعة أن تولي مزيدًا من الاهتمام لما إذا كانت التكنولوجيا الجديدة لديها شروط التصنيع في المستقبل القريب.
