به گزارش گروه علم و فناوری ایسکانیوز، باتری ها زندگی ما را تأمین می کنند. ما به آنها اعتماد می کنیم تا تلفن های همراه، لپ تاپ ها و ماشین های هیبریدی و برقی خود را در جاده نگه داریم.

اما پذیرش روزافزون رایج ترین باتری های لیتیوم یونی ممکن است در واقع منجر به افزایش هزینه و کمبود بالقوه لیتیوم در جهان شود؛ به همین دلیل محققان به شدت روی باتری های یونی سدیمی به عنوان جایگزین متمرکز شده اند.

آنها عملکرد خوبی دارند و سدیم به عنوان فلز قلیایی که به خواص لیتیم بسیار شباهت دارد، ارزان تر و فراوان تراست.

حال چالش این امر در کجاست؟ باتری های یونی سدیم تا زمانی که خواهر و برادرهایش در لیتیوم مستقر هستند، نمی توانند دوام و پایداری داشته باشند.

هیدروژن معمولاً در هنگام ساختن ماده کاتدی وجود دارد ، یا می تواند از محیط یا الکترولیت وارد شود. "

در همین راستا «زن ژو» که هم اکنون در موسسه گوگل فعالیت دارد گفت: هیدروژن تاکنون به دلیل تأثیر بسیار قوی که بر خواص مواد الکترونیکی می گذارد، شناخته شده است. پس این خاصیت ما را کنجکاو کرد تا در مورد تأثیر آن بر NaMnO2 (دی اکسید منگنز سدیم) که ماده کاتدی رایج برای باتری های یون سدیمی تحقیق کنیم.

محققان برای بررسی این موضوع از تکنیک های محاسباتی خاصی استفاده کردند که قادر به پیش بینی اثرات ساختاری و شیمیایی ناشی از وجود ناخالصی ها در این ترکیبات هستند.

«هارتوین پیلائرس» که از استادان دانشگاه کانزاس است یافته های کلیدی این تحقیق را شرح می دهد: ما به سرعت فهمیدیم که هیدروژن به راحتی می تواند در مواد نفوذ کند و وجود این ماده، اتم های منگنز را قادر می سازد تا از ستون اصلی منگنز-اکسید که مواد را در کنار هم نگه می دارند ، حذف شود. این حذف منگنز غیرقابل برگشت است و منجر به کاهش ظرفیت و در نهایت تخریب باتری می شود. "

«کریس وان دو وال»، دانشمند مواد محاسباتی در دانشگاه «کالیفرنیا»، «سانتا باربارا» که در این پروژه همکاری دارد، گفت: تحقیقات اولیه نشان داده بودند که از بین رفتن منگنز می تواند در رابط با الکترولیت اتفاق بیفتد یا می تواند با انتقال فاز همراه باشد ، اما در حقیقت هدف را مشخص نمی کند.

نتایج جدید ما نشان می دهد که در صورت وجود هیدروژن ، از بین رفتن منگنز در هر نقطه از مواد تبدیل می شود.

اکنون که تأثیرات مخرب آن مشخص شده است ، می توان در هنگام ساخت و کپسوله کردن باتری ها برای سرکوب اختلاط هیدروژن، اقدامات لازم را انجام داد تا به عملکرد بهتری منجر شود.

در حقیقت ، پژوهشگران گمان می کنند که حتی ممکن است باتری های لیتیوم یونی همه جا از اثرات ناخواسته هیدروژن رنج ببرند.

این که آیا این مسئله باعث ایجاد مشکلات کمتری می شود یا به دلیل وجود عامل اساسی مقاومت بیشتر در برابر باتری های لیتیم در برابر هیدروژن بیشتر مقاومت می کنند. امری که در حال حاضر مشخص نیست و زمینه را برای تحقیقات آینده فراهم خواهد آورد.

انتهای پیام/