طراحی کاتالیزوری برای نسل جدید باتری های لیتیومی با نانو ذرات - مجله بهسان

جهت دریافت مشاوره خدمات طراحی جلد کاتالوگ از بهترین و مجربترین طراحان کشور همراه ما باشید. از طراحی تا چاپ کاتالوگ های تبلیغاتی حرفه ای را با بهترین قیمت از ما بخواهید.

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، محققان ایرانی موسسه فناوری ایلینوی با همکاری محققانی از دانشگاه پنسیلوانیا، دانشگاه ایلینوی و آزمایشگاه ملی آرگون با استفاده از نانوذرات فسفید تری مولیبدن اقدام به توسعه نسل جدیدی از باتری ها کردند که عملکرد بهتری نسبت به باتری های لیتیوم یون رایج دارد.

یکی از گلوگاه های پیاده سازی گسترده فناوری های انرژی پایدار، سیستم های ذخیره سازی کارآمد انرژی هستند و باتری های لیتیوم یون (LIBs) گزینه اصلی برای دستگاه های الکترونیکی امروزی بوده و از ابزار های مصرفی گرفته تا وسایل پزشکی، وسایل نقلیه الکتریکی و حتی ماهواره ها به این باتری ها وابسته هستند.

باتری های لیتیوم یون به طور کلی، دارای ظرفیت انرژی 100 تا 200 وات بر کیلوگرم هستند و این امکان را برای بیشتر خودرو های الکتریکی فراهم می نمایند تا با یک شارژ 300 تا 400 کیلومتر حرکت نمایند.

علی رغم دانسیته انرژی بالای باتری های لیتیوم یون، در مقایسه با انواع دیگر باتری ها، دانسیته انرژی آن ها هنوز صد برابر کمتر از بنزین است. این بدان معناست که موتور های بنزینی دارای بازده حرارتی بالاتری بوده و باعث می شوند بازدهی سوخت بالاتر از 6-7 L / 100 km باشد.

برای جایگزینی این فناوری، محققان در حال آنالیز باتری های لیتیوم هوا (LABs) هستند. متأسفانه، باتری های لیتیوم هوا امروزه اشکالات جدی دارند، آن ها بسیاری از انرژی تزریق شده را به عنوان گرما هدر می دهند و به نسبت سریع تخریب می شوند و فقط چند دوره شارژ نگه می دارند.

این فناوری به طور گسترده توسط گروه های تحقیقاتی مختلف مورد آنالیز قرار گرفته است. کاتالیزور های فلزی زیادی مانند پلاتین، طلا و روتنیوم و همچنین کاتالیزور های غیرفلزی مانند اکسید های فلزات انتقالی، دی کلکوژنید های فلزات گذار و کاتالیزور های مبتنی بر کربن برای حل این مسئله استفاده شده است. با این حال، تا به امروز هیچ پیشرفت بزرگی گزارش نشده است.

در این راستا تیم تحقیقاتی علیرضا کندوری در موسسه فناوری ایلینوی با همکاری محققان دانشگاه پنسیلوانیا، دانشگاه ایلینوی و آزمایشگاه ملی آرگون در کوشش برای یافتن یک کاتالیزور بسیار فعال، یک نمونه آزمایشگاهی از کاتالیزوری فراوری کردند که از نانوذرات Mo 3 P بسیار فعال با ظرفیت های بالای شارژ 80 و 270 میلی ولت سود می برد. این تیم از نانوذرات Mo 3 P (فسفید تری مولیبدن) به عنوان ماده کاتدی و همچنین یک الکترولیت مایع مهندسی شده متشکل از مواد افزودنی واسطه ردوکس استفاده کردند.

باتری حاصل، در شرایط هوای محیط با راندمان بالای انرژی 90.2 درصد در چرخه اول، تراکم انرژی 001500 Wh / kg (حدود 8 برابر بهتر از باتری های لیتیوم یون پیشرفته) و طولانی مدت کار می نماید. این باتری با1200 چرخه شارژ / دشارژ از دوام بالایی برخوردار است.

بر اساس اعلام ستاد نانو، نتایج این کار نشان می دهد که نانوذرات Mo 3 P به دلیل ساختار منحصر به فرد خود، یک گزینه امیدوارنماینده کاتالیزوری است. این فناوری تراکم زیادی از سایت های فعال مولیبدن را با خواص الکترونیکی خاص فراهم می نماید که به بهبود علمکرد باتری منجر می گردد.