من خلال التجارب باستخدام نوع من المواد التي تم إنشاؤها حديثًا ، استطاع العلماء في روسيا تصميم بطارية مع عدد من مزايا الأداء الواعدة ، ولا سيما القدرة على تقديم ثلاثة أضعاف قدرة الحلول الحالية. يأتي هذا الاختراق من استبدال المواد المستخدمة في أحد أقطاب البطارية بأغلفة نانوية مجوفة تسمح للجهاز ليس فقط بحمل المزيد من الشحن ، بل يظل مستقرًا على مدار فترة زمنية مثيرة للإعجاب.

تعمل بطاريات الليثيوم أيون على تشغيل كل شيء من الهواتف الذكية إلى أجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى السيارات الكهربائية ، وكل ذلك باستخدام الجرافيت باعتباره القطب الموجب - القطب السالب للجهاز. يعد القطب الموجب نقطة تركيز رئيسية للعلماء الذين يتطلعون إلى تحسين أداء البطارية.

بالنسبة للباحثين في الجامعة الوطنية الروسية للعلوم والتكنولوجيا (MISIS) ، كان هذا يعني استكشاف بدائل لأنودات الجرافيت التي قد توفر كفاءة أكبر. من خلال تقنية تسمى الانحلال الحراري بالرش بالموجات فوق الصوتية ، حيث تتحول أيونات المعادن الخاصة إلى ضباب من خلال الموجات فوق الصوتية ثم يتبخر الماء عند درجات حرارة عالية ، تمكن الفريق من إنشاء كرات مجهرية بهيكل مسامي مجوف يبدو أنه يناسب فاتورة.

تم دمج هذه في بطاريات الليثيوم كأنود وتم اختبارها ، حيث لاحظ الفريق عددًا من مزايا الأداء. لم توفر المادة الجديدة للبطارية عدة أضعاف قدرة بطاريات الليثيوم أيون التقليدية فحسب ، ولكن تم الاحتفاظ بالطبيعة المجوفة للأنود جيدًا لأكثر من 1,000 دورة شحن. عمل هذا على تخزين تغييرات الصوت التي تحدث أثناء الشحن ، مما يساعد البطارية على الحفاظ على ثباتها على مدى عمر طويل بشكل مثير للإعجاب.

يقول مؤلف الدراسة Evgeny Kolesnikov: "إن الكرات المجهرية المسامية (مع التركيبة Cu0.4Zn0.6Fe2O4) ، التي استخرجناها ، واستخدمناها كمواد أنود توفر سعة أكبر بثلاث مرات من البطاريات الموجودة في السوق". علاوة على ذلك ، فإنه يسمح بزيادة عدد دورات الشحن والتفريغ بمقدار خمس مرات مقارنة بالبدائل الواعدة الأخرى للجرافيت. يتم تحقيق هذا التحسن بسبب التأثير التآزري مع مزيج من بنية نانوية خاصة وتكوين العناصر المستخدمة ".

كما هو الحال دائمًا مع هذا النوع من الأبحاث ، فإن ترجمة هذه النتائج التجريبية الواعدة في بيئة معملية خاضعة للرقابة إلى بطارية يمكنها تشغيل هاتفك الذكي لمدة ثلاثة أيام ليس بالأمر السهل. لكن هذه السعة العالية والاستقرار الممتاز أثناء ركوب الدراجات من السمات المرغوبة للغاية عندما يتعلق الأمر ببطاريات الجيل التالي ، لذا فإن البحث يفتح طريقًا واعدًا آخر للعلماء في هذا المجال لاستكشافه.

ونشر البحث في مجلة السبائك والمركبات.

المصدر الجامعة الوطنية للعلوم والتكنولوجيا بواسطة TechXplore

كوينسمارت. Beste Bitcoin-Börse في أوروبا
المصدر: https://newatlas.com/energy/hollow-microsphere-anode-triple-capacity-lithium-battery/