شنبه ۱۹ آبان ۱۴۰۳
۱۲:۱۹ - ۲۲ مهر ۱۴۰۳ کد خبر: ۱۴۰۳۰۷۱۳۴۷
اختراعات و پژوهش های علمی

ابداع یک روش جدید و سریع برای تولید باتری‌های سدیم-یون

تولید باتری‌های سدیم-یون,ابداع یک روش جدید و سریع برای تولید باتری‌های سدیم-یون
پژوهشگران کره جنوبی یک روش سریع و آسان را برای تولید مواد آند باتری‌های سدیم-یون ابداع کرده‌اند.

به گزارش ایسنا به نقل از تک اکسپلور، یک گروه پژوهشی حوزه فناوری، فرآیندی را ابداع کرده‌اند که با استفاده از گرمایش القایی مایکروویو، آندهای کربن سخت را برای باتری‌های سدیم-یون آماده می‌کند.

یکی از باتری‌های ثانویه نسل بعدی، باتری سدیم-یون است که از سدیم به جای لیتیوم استفاده می‌کند. فراوانی سدیم -عنصر اصلی نمک- ۱۰۰۰ برابر بیشتر از لیتیوم است و استخراج و تصفیه آسان‌تری دارد. علاوه بر این، واکنش‌پذیری پایین‌تر آن در مقایسه با لیتیوم به معنای پایداری الکتروشیمیایی بیشتر هنگام استفاده برای باتری‌هاست که باعث می‌شود برای فرآیند شارژ و دشارژ سریع مطلوب‌تر باشد و در عین حال، عملکرد باتری را حتی در دماهای پایین حفظ کند.

با وجود این مزایا، باتری‌های سدیم-یون به دلیل پیچیدگی فرآیند تولید، با چالش‌های مهمی از جمله چگالی انرژی کمتر و طول عمر کمتر در مقایسه با باتری‌های لیتیوم-یون روبه‌رو هستند. اندازه بزرگ‌تر یون‌های سدیم در مقایسه با لیتیوم، استفاده از کربن سخت را که پایه کنونی مواد آند است، به یک امر ضروری تبدیل می‌کند.

کربن سخت در طبیعت یافت نمی‌شود و به همین دلیل باید آن را ساخت. فرآیند آماده‌سازی بسیار پیچیده است و به مواد هیدروکربنی -اجزای اصلی گیاهان و پلیمرها- نیاز دارد که طی دوره‌های طولانی در یک محیط بدون اکسیژن و تحت دمای بیش از ۱۰۰۰ درجه سلسیوس گرم شوند. این فرآیند «کربنیزاسیون» هم از نظر اقتصادی و هم از نظر زیست‌محیطی سنگین است و به همین دلیل، یک مانع بزرگ برای تجاری‌سازی باتری‌های سدیم-یون به شمار می‌رود.

از میان بسیاری از گروه‌هایی که برای رفع این چالش تلاش می‌کنند، گروهی از پژوهشگران «موسسه تحقیقات الکتروتکنولوژی کره جنوبی»(KERI) روش گرمایش سریع را با استفاده از فناوری مایکروویو پیشنهاد کردند. آنها ابتدا از طریق ادغام پلیمرها با مقدار کمی از نانولوله‌های کربنی بسیار رسانا، لایه‌هایی را ایجاد کردند. سپس، یک میدان مغناطیسی مایکروویو را روی لایه‌ها اعمال کردند تا جریان‌هایی را در نانولوله‌های کربنی القاء کنند و لایه‌ها را به ‌طور انتخابی فقط در ۳۰ ثانیه تا بیش از ۱۴۰۰ درجه سلسیوس گرم کنند.

این گروه پژوهشی طی سال‌ها بررسی، فناوری‌ای را برای عملیات حرارتی یکنواخت لایه‌های نازک رسانا مانند فلزات با استفاده از میدان‌های مغناطیسی مایکروویو توسعه داده‌اند. این فناوری در فرآیندهای صنعتی مانند نمایشگرها و نیمه‌رساناها توجه زیادی را به خود جلب کرده است.

کلید موفقیت این گروه پژوهشی در روش «مولتی‌فیزیک» آنها نهفته است. این روش به پژوهشگران کمک کرد تا درک عمیقی را از فرآیندهای پیچیده‌ای داشته باشند که وقتی یک میدان الکترومغناطیسی در پهنای باند مایکروویو به نانومواد اعمال می‌شود، یک فرآیند جدید را برای تهیه مواد آند باتری سدیم-یون ایجاد می‌کند.

این گروه پژوهشی قصد دارند به تلاش خود برای بهبود عملکرد مواد آند و توسعه فناوری آن به منظور تولید انبوه مستمر لایه‌های کربن سخت با مساحت بزرگ ادامه دهند. آنها معتقدند که فناوری گرمایش القایی مایکروویو در زمینه‌های دیگر مانند ساخت باتری‌های حالت تمام‌جامد نیز قابل استفاده است اما این کار به تحقیقات بیشتری نیاز دارد.

این پژوهش در «Chemical Engineering Journal» به چاپ رسید.

  • 12
  • 3
۵۰%
همه چیز درباره
نظر شما چیست؟
انتشار یافته: ۰
در انتظار بررسی:۰
غیر قابل انتشار: ۰
جدیدترین
قدیمی ترین
مشاهده کامنت های بیشتر
هیثم بن طارق آل سعید بیوگرافی هیثم بن طارق آل سعید؛ حاکم عمان

تاریخ تولد: ۱۱ اکتبر ۱۹۵۵ 

محل تولد: مسقط، مسقط و عمان

محل زندگی: مسقط

حرفه: سلطان و نخست وزیر کشور عمان

سلطنت: ۱۱ ژانویه ۲۰۲۰

پیشین: قابوس بن سعید

ادامه
بزرگمهر بختگان زندگینامه بزرگمهر بختگان حکیم بزرگ ساسانی

تاریخ تولد: ۱۸ دی ماه د ۵۱۱ سال پیش از میلاد

محل تولد: خروسان

لقب: بزرگمهر

حرفه: حکیم و وزیر

دوران زندگی: دوران ساسانیان، پادشاهی خسرو انوشیروان

ادامه
صبا آذرپیک بیوگرافی صبا آذرپیک روزنامه نگار سیاسی و ماجرای دستگیری وی

تاریخ تولد: ۱۳۶۰

ملیت: ایرانی

نام مستعار: صبا آذرپیک

حرفه: روزنامه نگار و خبرنگار گروه سیاسی روزنامه اعتماد

آغاز فعالیت: سال ۱۳۸۰ تاکنون

ادامه
یاشار سلطانی بیوگرافی روزنامه نگار سیاسی؛ یاشار سلطانی و حواشی وی

ملیت: ایرانی

حرفه: روزنامه نگار فرهنگی - سیاسی، مدیر مسئول وبگاه معماری نیوز

وبگاه: yasharsoltani.com

شغل های دولتی: کاندید انتخابات شورای شهر تهران سال ۱۳۹۶

حزب سیاسی: اصلاح طلب

ادامه
زندگینامه امام زاده صالح زندگینامه امامزاده صالح تهران و محل دفن ایشان

نام پدر: اما موسی کاظم (ع)

محل دفن: تهران، شهرستان شمیرانات، شهر تجریش

تاریخ تاسیس بارگاه: قرن پنجم هجری قمری

روز بزرگداشت: ۵ ذیقعده

خویشاوندان : فرزند موسی کاظم و برادر علی بن موسی الرضا و برادر فاطمه معصومه

ادامه
شاه نعمت الله ولی زندگینامه شاه نعمت الله ولی؛ عارف نامدار و شاعر پرآوازه

تاریخ تولد: ۷۳۰ تا ۷۳۱ هجری قمری

محل تولد: کوهبنان یا حلب سوریه

حرفه: شاعر و عارف ایرانی

دیگر نام ها: شاه نعمت‌الله، شاه نعمت‌الله ولی، رئیس‌السلسله

آثار: رساله‌های شاه نعمت‌الله ولی، شرح لمعات

درگذشت: ۸۳۲ تا ۸۳۴ هجری قمری

ادامه
نیلوفر اردلان بیوگرافی نیلوفر اردلان؛ سرمربی فوتسال و فوتبال بانوان ایران

تاریخ تولد: ۸ خرداد ۱۳۶۴

محل تولد: تهران 

حرفه: بازیکن سابق فوتبال و فوتسال، سرمربی تیم ملی فوتبال و فوتسال بانوان

سال های فعالیت: ۱۳۸۵ تاکنون

قد: ۱ متر و ۷۲ سانتی متر

تحصیلات: فوق لیسانس مدیریت ورزشی

ادامه
حمیدرضا آذرنگ بیوگرافی حمیدرضا آذرنگ؛ بازیگر سینما و تلویزیون ایران

تاریخ تولد: تهران

محل تولد: ۲ خرداد ۱۳۵۱ 

حرفه: بازیگر، نویسنده، کارگردان و صداپیشه

تحصیلات: روان‌شناسی بالینی از دانشگاه آزاد رودهن 

همسر: ساناز بیان

ادامه
محمدعلی جمال زاده بیوگرافی محمدعلی جمال زاده؛ پدر داستان های کوتاه فارسی

تاریخ تولد: ۲۳ دی ۱۲۷۰

محل تولد: اصفهان، ایران

حرفه: نویسنده و مترجم

سال های فعالیت: ۱۳۰۰ تا ۱۳۴۴

درگذشت: ۲۴ دی ۱۳۷۶

آرامگاه: قبرستان پتی ساکونه ژنو

ادامه
ویژه سرپوش