شنبه ۲۴ آذر ۱۴۰۳ - Saturday 14 December 2024
کد خبر : 767
تاریخ انتشار : چهارشنبه 5 اکتبر 2016 - 10:00
775 بازدید

نانوکامپوزیتی برای ساخت باتری‌های با دوام خودرو

به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، محققان با استفاده از نانوکامپوزیت پلیمری موفق به ساخت باتری شدند که بعد از 30 هزار بار شارژ/دشارژ شدن هنوز دچار زوال ساختاری نمی‌شود. این ماده می‌تواند صنعت تولید باتری‌های مورد استفاده در خودروهای برقی و هیبریدی را متحول کند؛

nanocomposite-for-batteries
محققان دانشگاه پنسیلوانیا موفق به ساخت ماده دی‌الکتریک پلیمری شدند که قابلیت ذخیره انرژی با دانسیته بالا را دارد. این ماده برای ساخت باتری مورد استفاده در خودروهای برقی مناسب است.
کلید موفقیت این پروژه، ساختار ساندویچی سه بعدی است که میدان الکتریکی را کامپوزیت سرامیک/پلیمر محافظت می‌کند.
کینگ وانگ از محققان این پروژه می‌گوید: «پلیمرها مواد ایده‌آلی برای ذخیره انرژی هستند. دلیل این امر وزن پایین، استحکام و امکان تولید انبوه این مواد است. با این حال، پلیمر تجاری موسوم به BOPP که در حال حاضر در خودروهای برقی و هیبریدی استفاده می‌شود، دوام بالایی در برابر گرما ندارد و نیازمند یک سیستم خنک کننده جانبی است. این موضوع موجب افزایش وزن خودرو می‌شود.»
محققان برای حل این مشکل از فیلم‌های پلیمر دو بعدی BOPP استفاده کردند. این کار موجب افزایش ضریب دی‌الکتریک و استحکام میدان الکتریکی می‌شود. هر چند با افزایش مقدار انرژی، بخشی از آن به صورت گرما هدر می‌رود.
برای حل این مشکل، محققان به بررسی ساز و کار این فرآیند پرداختند و در نهایت این ساختار را به ساندویچی درآوردند که این کار موجب ممانعت از خروج بار الکتریکی از الکترودها می‌شود؛ موضوعی که گرم شدن باتری را در پی دارد. وجود یک ساختار لایه‌ای در میان این ساختار ساندویچی موجب می‌شود تا دانسیته انرژی بهبود یابد.
لایه خارجی از نانوورق‌های نیترید بور تشکیل شده که درون ماتریکس پلیمری قرار گرفته است. از تیتانات باریم نیز به عنوان ثابت دی‌الکتریک استفاده می‌شود.
وانگ می‌گوید: «ما نشان دادیم که این باتری می‌تواند در دمای بالا به مدت ۲۴ ساعت کار کند و بعد از ۳۰ هزار بار، هنوز عملکرد اولیه خود را حفظ می‌کند.»
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان “Sandwich-structured polymer nanocomposites with high energy density and great charge–discharge efficiency at elevated temperatures” در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

نویسندگان :
چه امتیازی می دهید؟
5 / 0
[ 0 رای ]
ارسال نظر شما
انتشار یافته : ۰ در انتظار بررسی : 5
  • نظرات ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.
  • نظراتی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • نظراتی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نخواهد شد.


تبليغات تبليغات تبليغات تبليغات