ابتكر العلماء إلكتروليتًا لجيل جديد من البطاريات من الخشب العادي

كان فريق بحثي مشترك من جامعتي براون وماريلاند يبحث عن بدائل للحداثة وقرر استخدام السليلوز المستخرج من الخشب كقاعدة للمواد الصلبة بالكهرباء.

لذلك أظهر المنحل بالكهرباء الذي تم الحصول عليه ، بسماكة ورقة واحدة فقط ، مرونته ، فضلاً عن قدرته الممتازة على امتصاص الطاقة أثناء عملية الشحن أو التفريغ. إنه حول هذا العمل العلمي الفريد الذي سيتم مناقشته في المادة.

الإلكتروليتات الحديثة وعيوبها

من أهم عيوب الإلكتروليتات الحديثة أنها تحتوي على مادة متطايرة المواد التي يمكن أن تؤدي إلى نشوب حريق أثناء حدوث ماس كهربائي بالجهاز ، كما تؤدي إلى تكونه التشعبات. نتيجة لذلك ، هناك انخفاض كبير في كفاءة البطاريات الحديثة.

من أجل القضاء على هذه العيوب ، تم اقتراح استخدام إلكتروليتات صلبة ، والتي يمكن إنتاجها من مواد غير قابلة للاحتراق. يتيح لك هذا التحسين تجنب ظهور التشعبات ، فضلاً عن زيادة أمان المنتج.

لذا فإن أحد التعديلات الممكنة هو استبدال القطب الموجب (المصنوع الآن من الجرافيت والنحاس) بإلكتروليت صلب. يجب أن يؤدي هذا التعديل إلى إطالة عمر البطارية بشكل كبير ، فضلاً عن زيادة السعة ونطاق درجة حرارة التشغيل.

تم تصنيع معظم الإلكتروليتات الصلبة حتى الآن من السيراميك ، وهو عالي الكفاءة. انتقال الأيونات ، ولكن في نفس الوقت يحمل الحمل بشكل سيئ أثناء شحن البطارية وتفريغها بسبب ارتفاعها هشاشة.

نوع جديد من المنحل بالكهرباء الصلبة وآفاقه

لذا في العمل العلمي التالي ، قرر العلماء استخدام ألياف السليلوز النانوية الموجودة في الخشب كـ "قاعدة" لإلكتروليتهم الجديد للأنودات الصلبة.

قام العلماء بدمج أنابيب البوليمر الخشبية بالنحاس للحصول على موصل أيوني صلب ، وكما أظهرت تجارب أخرى ، الموصلية تبين أن المادة الناتجة قابلة للمقارنة تمامًا بموصلية السيراميك من 10 إلى 100 مرة أفضل من البوليمر الموجود الآخر خطوط إرشاد.

وأوضح العلماء هذا التأثير نتيجة لإدخال النحاس بين سلاسل البوليمر في السليلوز مما أدى إلى ما يسمى ب "جذوع الأيونات" ، وهي تمكن جزيئات الليثيوم المشحونة من التحرك بكفاءة قياسية.

شارك العلماء نتائج العمل المنجز على صفحات مجلة Nature.

هل أعجبتك المادة؟ ثم قيمه ولا تنس الاشتراك في القناة حتى لا تفوتك حلقات جديدة أكثر إثارة للاهتمام. شكرا لاهتمامكم!