5 تقنيات بطاريات جديدة ستغير المستقبل
هاتفك على وشك النفاد - مرة أخرى - ولا يمكنك العثور على مكان لتوصيله. الكمبيوتر المحمول يسخن ... هل البطارية على وشك الاشتعال؟ إلى أي مدى يجب أن تقود سيارتك الكهربائية من المنزل؟ نظرًا لأن مثل هذه السيناريوهات أصبحت شائعة بشكل متزايد ، فمن الواضح أننا بحاجة إلى بطاريات تخزن أكثر وتدوم لفترة أطول وتكون أكثر أمانًا في الاستخدام. لحسن الحظ ، تأتي تقنيات البطاريات الجديدة في طريقنا.
دعونا نلقي نظرة على القليل:
1. بطاريات الليثيوم التنغستن NanoBolt
من خلال العمل على مواد أنود البطارية ، أضاف الباحثون في N1 Technologies، Inc. أنابيب نانوية متعددة الطبقات من التنجستن والكربون والتي ترتبط بركيزة الأنود النحاسية وتبني بنية نانوية تشبه الويب. وهذا يشكل سطحًا ضخمًا لتعلق به المزيد من الأيونات أثناء دورات إعادة الشحن والتفريغ. هذا يجعل إعادة شحن بطارية NanoBolt الليثيوم التنغستن أسرع ، كما أنها تخزن المزيد من الطاقة.
الأنابيب النانوية جاهزة لتقطيعها حسب الحجم للاستخدام في أي تصميم لبطارية الليثيوم.
2. بطاريات أكسيد الزنك والمنغنيز
كيف تعمل البطارية بالفعل؟ من خلال التحقيق في الافتراضات التقليدية ، وجد فريق مقره في مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني التابع لوزارة الطاقة تفاعل تحويل كيميائي غير متوقع في بطارية أكسيد الزنك والمنغنيز. إذا كان من الممكن التحكم في هذه العملية ، فيمكنها زيادة كثافة الطاقة في البطاريات التقليدية دون زيادة التكلفة. وهذا يجعل بطارية أكسيد الزنك والمنغنيز بديلاً محتملاً لبطاريات الليثيوم أيون وبطاريات حمض الرصاص ، خاصةً لتخزين الطاقة على نطاق واسع لدعم شبكة الكهرباء في البلاد.
3. بطاريات المنحل بالكهرباء السليكون العضوي
تتمثل مشكلة بطاريات الليثيوم في خطر اشتعال المحلول الكهربائي أو انفجاره. بحثًا عن شيء أكثر أمانًا من نظام المذيبات القائم على الكربونات في بطاريات Li-ion ، طور أساتذة الكيمياء بجامعة ويسكونسون ماديسون روبرت هامرز وروبرت ويست مذيبات سائلة تعتمد على السيليكون العضوي (OS). يمكن هندسة الإلكتروليتات الناتجة على المستوى الجزيئي لأسواق بطاريات Li-ion الصناعية والعسكرية والاستهلاكية.
4. بطاريات الإلكتروليت الجل ذات الأسلاك النانوية الذهبية
بحثًا أيضًا عن إلكتروليت أفضل لبطاريات أيونات الليثيوم ، أجرى باحثون في جامعة كاليفورنيا في إيرفين تجارب على المواد الهلامية التي لا تشتعل مثل السوائل. لقد حاولوا طلاء أسلاك الذهب بثاني أكسيد المنغنيز ، ثم تغطيتها بهلام الإلكتروليت. في حين أن الأسلاك النانوية عادة ما تكون حساسة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها في البطاريات ، إلا أنها أصبحت مرنة. عندما قام الباحثون بشحن القطب الناتج ، اكتشفوا أنه مر بـ 200000 دورة دون أن يفقد قدرته على الاحتفاظ بالشحنة. هذا يقارن بـ 6000 دورة في بطارية تقليدية.
5. بطاريات TankTwo String Cell
عائق أمام استخدام السيارات الكهربائية هو بطء عملية إعادة الشحن. بحثًا عن طريقة لتحويل الساعات إلى دقائق ، نظر TankTwo في تركيب بطارية. تحتوي بطارية String Cell ™ الخاصة بهم على مجموعة من الخلايا الصغيرة المستقلة ذاتية التنظيم. تتكون كل خلية سلسلة من حاوية بلاستيكية مغطاة بمادة موصلة تسمح لها بتكوين اتصالات مع الآخرين بسرعة وسهولة. تتحكم وحدة المعالجة الداخلية في التوصيلات في الخلية الكهروكيميائية. لتسهيل الشحن السريع للمركبة الكهربائية ، يتم امتصاص الكرات الصغيرة الموجودة في البطارية واستبدالها بالخلايا المعاد شحنها في محطة الخدمة. في المحطة ، يمكن إعادة شحن الخلايا في غير ساعات الذروة.
ا في الوقت الحالي ، قد نضطر إلى تحمل الهواتف الباردة ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تسخن ، والمركبات الكهربائية التي لا تبعد كثيرًا عن المنزل. ومع ذلك ، يبدو أن الحلول تلوح في الأفق ، لذا فإن مستقبلًا أفضل يعمل بالبطاريات أصبح قريبًا.
