طراحی وب سایت حرفه ای

طراحی جدید‌‌ می‌تواند عمر مفید باتری های یکبار مصرف فلزات را برای خودروهای الکتریکی، ذخیره سازی خارج از شبکه و سایر برنامه های کاربردی گسترش دهد.

باتری های فلزی هوا یکی از سبک ترین و جمع و جور ترین نوع باتری های موجود هستند اما‌‌ می‌توانند محدودیت های عمده‌ای داشته باشند: هنگام استفاده نکردن، آنها به سرعت آسیب‌‌ می‌بینند، زیرا خوردگی در الکترودهای فلز آنها‌‌ می‌خورد. در حال حاضر، محققان MIT راهی برای کاهش قابل توجه خوردگی پیدا کرده اند، که باعث‌‌ می‌شود که این باتری‌ها عمر مفید بیشتری داشته باشند.

در حالی که باتری های معمولی قابل شارژ لیتیوم یون تنها پس از یک ماه از ذخیره سازی حدود 5 درصد از شارژ خود را از دست‌‌ می‌دهند، برای بسیاری از برنامه های کاربردی بیش از حد پرهزینه و سنگین هستند. باتری های آلومینیومی اولیه (غیر قابل شارژ) بسیار ارزان تر و فشرده و سبک هستند، اما‌‌ می‌توانند 80 درصد از شارژ آنها را در ماه از دست بدهند.

طراحی MIT مشکل خوردگی در باتری های آلومینیومی را با وارد کردن یک مانع روغن بین الکترود آلومینیومی و الکترولیت مایع بین دو الکترود باتری که در هنگام استفاده از باتری در حالت آماده به کار، از بین‌‌ می‌رود، برطرف‌‌ می‌کند. روغن به سرعت به پمپاژ‌‌ می‌شود و به محض استفاده از باتری، الکترولیت جایگزین‌‌ می‌شود. در نتیجه، از دست دادن انرژی به 0 برسد. 02 درصد در ماه بیش از یک هزار بار بهبود یافته است.

یافته های امروز در مجله Science توسط فارغ التحصیل MIT سابق براندون J گزارش شده است. هاپکینز 18، ج. م. کوک استاد انرژی یانگ شائو هورن و استاد مهندسی مکانیک داگلاس پ. هارت.

در حالیکه چندین روش دیگر برای افزایش طول عمر باتری های فلزی هوا (که‌‌ می‌تواند از فلزات دیگر مانند سدیم، لیتیم، منیزیم، روی یا آهن استفاده شود) استفاده‌‌ می‌شود، این روش ها‌‌ می‌توانند از کار افتادن بهره ببرند. هاپکینز‌‌ می‌گوید. اکثر رویکردهای دیگر شامل تعویض الکترولیت با فرمول شیمیایی متفاوت و کمتر خورنده است، اما این گزینه‌ها به طور قابل توجهی باعث کاهش قدرت باتری‌‌ می‌شود.

روش های دیگر شامل پمپاژ الکترولیت مایع در طول ذخیره سازی و در قبل قبل از استفاده است. این روش‌ها هنوز خوردگی قابل توجهی را ایجاد‌‌ می‌کنند و‌‌ می‌توانند سیستم های لوله کشی را در بسته باطری ببندند. از آنجا که آلومینیوم هیدروفیل (جذب آب) است حتی پس از خارج شدن از الکترولیت از بسته، الکترولیت باقی مانده به سطوح الکترود آلومینیومی. باطری‌ها ساختارهای پیچیده‌ای دارند، بنابراین بسیاری از گوشه‌ها برای جذب الکترولیت‌ها وجود دارد که باعث‌‌ می‌شود خوردگی ادامه یابد، هوپینز توضیح‌‌ می‌دهد.

برای نشان دادن توانایی آلومینیوم برای دفع روغن در زیر آب، محققان این نمونه آلومینیومی را به یک فنجان حاوی یک لایه روغن شناور روی آب فرو ریختند. هنگامی که نمونه وارد لایه آب‌‌ می‌شود، تمام روغن هایی که به سطح به سمت پایین راه‌‌ می‌یابند، به سرعت سقوط‌‌ می‌کنند، نشان دهنده ویژگی های آن در زیر آب است. با محبت از محققان.

یک کلید برای سیستم جدید، یک غشای نازک بین الکترودهای باتری است. هنگامی که باتری در حال استفاده است، هر دو طرف غشا با یک الکترولیت مایع پر‌‌ می‌شوند، اما زمانی که باتری در حالت آماده به کار قرار‌‌ می‌گیرد، روغن به سمت نزدیک به الکترود آلومینیومی پمپ‌‌ می‌شود که سطح آلومینیوم را از الکترولیت بر روی.

سیستم باتری جدید همچنین از ویژگی های آلومینیوم به نام نفوذ آب زیر آب استفاده‌‌ می‌کند، یعنی زمانی که آلومینیوم در آب غوطه ور‌‌ می‌شود، نفت را از سطح آن باز‌‌ می‌کند. در نتیجه، هنگامی که باتری دوباره فعال‌‌ می‌شود و الکترولیت دوباره به پمپاژ‌‌ می‌شود، الکترولیت به راحتی نفت را از سطح آلومینیوم جابجا‌‌ می‌کند، که توانایی های قدرت باتری را بازیابی‌‌ می‌کند. به طرز وحشیانه ای، از روش MIT برای سرکوب خوردگی استفاده‌‌ می‌شود همان ویژگی از آلومینیوم است که ترویج خوردگی در سیستم های متعارف است.

نتیجه یک نمونه اولیه آلومینیوم هوا با عمر مفید بسیار طولانی تر از باتری معمولی آلومینیوم است. محققان نشان دادند که زمانی که باتری بارگیری شد و سپس به مدت یک یا دو روز در حالت آماده به کار قرار گرفت، طراحی MIT 24 روز طول کشید، در حالی که طراحی معمولی فقط برای سه روز ادامه داشت. حتی زمانی که روغن و یک سیستم پمپاژ در بسته های اصلی آلومینیومی اولیه با مقیاس بالا شامل‌‌ می‌شوند، آنها هنوز هم پنج برابر سبک تر و دو برابر جمع و جور باتری های قابل شارژ باتری لیتیوم یون برای وسایل نقلیه الکتریکی هستند، محققان گزارش دادند.

هارت توضیح‌‌ می‌دهد که آلومینیوم علاوه بر اینکه بسیار ارزان قیمت است، یکی از بالاترین مواد ذخیره سازی مواد شیمیایی انرژی شیمیایی است که ما‌‌ می‌دانیم این است که قادر است انرژی بیشتری را به ازای هر پوند تولید کند و صرفه جویی کند و تنها با بروم هایی که گران هستند. او‌‌ می‌گوید بسیاری از کارشناسان معتقدند باتری های آلومینیومی ممکن است تنها جایگزینی مناسب برای باتری های لیتیوم یون و بنزین در اتومبیل باشد.

باتری های آلومینیومی باتری به عنوان وسیله‌ای برای وسایل نقلیه الکتریکی برای تکمیل باتری های قابل شارژ ساخته شده اند، برای اضافه کردن تعداد زیادی مایل اضافی رانندگی هنگام استفاده از باتری داخلی. آنها همچنین گاهی به عنوان منابع قدرت در مکان های دور و یا برای برخی از وسایل نقلیه زیر آب استفاده‌‌ می‌شود. اما در حالی که این باتری‌ها را‌‌ می‌توان برای مدت طولانی تا زمانی که استفاده نشده اند، به محض اینکه برای اولین بار روشن شوند، شروع به کاهش سریع‌‌ می‌کنند.

هارت توضیح‌‌ می‌دهد که چنین برنامه هایی‌‌ می‌توانند از این سیستم جدید تا حد زیادی بهره مند شوند، زیرا با نسخه های موجود شما واقعا‌‌ نمی‌توانید آن را خاموش کنید. شما‌‌ می‌توانید آن را فلاش کنید و روند را تاخیر بیاورید، اما‌‌ نمی‌توانید واقعا آن را خاموش کنید. با این حال، اگر از سیستم جدید استفاده‌‌ می‌شود، به عنوان مثال، به عنوان یک وسیله‌ای برای اندازه گیری وسعت در ماشین، شما‌‌ می‌توانید از آن استفاده کنید و سپس به راهرو خود بروید و آن را برای یک ماه تیک بزنید و سپس دوباره بپوشید و همچنان انتظار داشته باشید که یک باتری قابل استفاده باشد. من واقعا فکر‌‌ می‌کنم این یک تغییر در بازی با استفاده از این باتری‌ها است.

با توجه به عمر مفید بیشتری که‌‌ می‌تواند توسط این سیستم جدید به دست آید، استفاده از باتری های آلومینیومی هوا‌‌ می‌تواند بیش از برنامه های کاربردی جغرافیایی فعلی گسترش یابد، هاپکینز‌‌ می‌گوید. این تیم در حال حاضر برای ثبت اختراعات در پروسه ثبت نام کرده است.

تکنیک معرفی شده در اینجا فصاحت است که با استفاده از فیزیک سطح پایه برای ارزیابی خواص نفت و غشای مورد نیاز و نتایج نشان‌‌ می‌دهد عملکرد پیش بینی شده است،‌‌ می‌گوید: رابرت Savinell، استاد مهندسی در مورد غرب رزرو دانشگاه در اوهایو، که در این درگیر نیست. این کار ممکن است در حقیقت نیاز به هزینه های بالا فلزات خالص و آلیاژهای باتری های فلز اولیه را کاهش دهد و پیچیدگی های افزودنی های الکترولیتی را کاهش دهد.

Savinell‌‌ می‌افزاید: توانایی صرفه جویی در مصرف انرژی قابل استفاده باطری های آلومینیوم با تراکم انرژی بالا، به خصوص در شرایط استفاده متناوب، باعث توسعه و بهبود تکنولوژی های مورد نیاز برای تراکم انرژی بسیار بالا برای عملیات طولانی.

این تحقیق توسط آزمایشگاه MIT لینکلن پشتیبانی شد.

لطفاً در مورد مطلب فوق ستاره بدهید :