مواد پلیمری جدید ممكنست به باتری ها قابلیت خودترمیمی بدهند
نیو وبلاگ: پژوهشگران ˮدانشگاه ایلینوی در اِربانا—شَمپِینˮ(University of Illinois at Urbana—Champaigne) آمریكا در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه مواد پلیمری جدیدی شده اند كه استفاده از آنها در باتری می تواند كمك نماید تا باتری ها قابلیت خود ترمیمی و قابل بازیافت بودن، پیدا كنند.
به گزارش نیو وبلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از ساینس دیلی، باتری های لیتیوم یونی به سبب ایجاد اتصال های كوتاه داخلی كه می توانند الكترولیت های مایع باتری را مشتعل كنند، منجر به انفجار و آتش سوزی می شوند.
حالا مهندسان دانشگاه ایلینوی یك الكترولیت مبتنی بر پلیمر جامد به وجود آورده اند كه می تواند بعد از آسیب، خودرا ترمیم كند و همین طور این ماده بدون استفاده از مواد شیمیایی خشن یا درجه حرارت بالا قابل بازیافت است. پژوهشگران گفتند باتری های لیتیوم یونی چرخه های مختلفی از بار و تخلیه را طی می كنند و سپس ساختارهای كوچك و شاخه ای از لیتیوم جامد به نام "دندریت" ایجاد می كنند. این سازه ها موجب كاهش عمر باتری، ایجاد نقاط داغ و اتصال های كوتاه می شوند و گاهی به اندازه كافی بزرگ می شوند تا قطعات داخلی باتری را سوراخ كنند و موجب واكنش های مواد منفجره شیمیایی بین الكترودها و مایعات الكترولیت شوند. اتصال كوتاه(Short Circuit) مداری است كه اجازه می دهد جریان از یك مسیر ناخواسته گذر كند.
"برایان جینگ"(Brian Jing) پژوهشگر این مطالعه اظهار داشت: پلیمرهای جامد حاوی یون یك گزینه مناسب برای تولید الكترولیت های غیر مایع هستند. اما شرایط دمای بالا در داخل باتری می تواند بیشتر پلیمرها را ذوب كند و منجر به خرابی شود.
پژوهشگران در گذشته با استفاده از شبكه ای از رشته های پلیمری كه به شكل متصل به هم متصل شده اند، الكترولیت های جامد تولید كرده اند تا یك هادی لیتیوم لاستیكی را ایجاد كنند. این روش رشد دندریت ها را به تأخیر می اندازد.
جینگ در ادامه اضافه كرد: با این وجود این مواد پیچیده هستند و بعد از لطمه نمی توان آنها را ترمیم كرد.
پژوهشگران برای پرداختن به این مسئله، یك الكترولیت پلیمری شبكه ایجاد كردند كه در آن نقطه اتصال متقابل می تواند واكنش های مبادله ای داشته باشد و رشته های پلیمری را تعویض كند.
پژوهشگران گفتند: برخلاف پلیمرهای خطی، این شبكه ها در اثر گرم شدن سخت تر می شوند و این می تواند مشكل دندریت را به حداقل برساند. علاوه بر این، آنها می توانند به راحتی بعد از لطمه در یك ساختار شبكه ای تجزیه و اصلاح شوند كه این مساله موجب می شود آنها قابل بازیافت نیز باشند. علاوه بر این، آنها بعد از لطمه دیدگی باردیگر قابلیت رسانایی خودرا به دست می آورند.
یافته های این مطالعه در مجله "Journal of the American Chemical Society" منتشر گردید.
منبع: نیو وبلاگ
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب