باتری‌هایی با سرعت شارژ بالا

کارشناسان دانشگاه صنعتی نانیانگ (NTU) باتری‌هایی ساختند که می‌تواند ظرف مدت 2 دقیقه، تا 70 درصد شارژ شوند. طول عمر این باتری‌ها 10 برابر از طول عمر باتری‌های لیتیوم یونی بیشتر است.

ساخت این باتری‌ها تأثیر بسیار زیادی بر صنعت و خودروهای الکتریکی دارد که می‌خواهند در کوتاهترین مدت بیشترین مقدار شارژ را به دست آورند.

این باتری‌ها موجب می‌شوند که دارندگان خودروهای الکتریکی بتوانند مقدار زیادی از پول خود را صرفه جویی کنند و همچنین وسایل نقلیه خود را در مدت کوتاهی شارژ نمایند. 

درحال حاضر از باتری‌های قابل شارژ لیتیوم یونی برای گوشی‌ها ،تبلت‌ها و خودروهای الکتریکی استفاده می‌شود. این باتری‌ها عمری برابر 500 چرخه شارژ یا حدود 2 تا 3 سال دارند و البته هر چرخه برای شارژ شدن به طور کامل، به 2 ساعت زمان نیاز دارد.

در باتری‌های نسل جدید به جای آند (قطب منفی در گرافیت) از یک ماده ژله‌ای که از دی اکسید تیتانیوم ساخته شده است، استفاده می‌شود.

دی اکسید تیتانیوم یک ماده ارزان قیمت، فراوان و بی خطر است که در خاک یافت می‌شود. همچنین این ماده به طور عمومی به عنوان مواد افزودنی در غذا و کِرِم‌های ضد آفتاب استفاده می‌شود.

در طبیعت این ماده به صورت کروی یافت می‌شود، اما کارشناسان دانشگاه نانیانگ این ماده را به صورت لوله‌های بسیار نازک از جنس نانو درآوردند. قطر این لوله‌ها در مقایسه با قطر موی انسان هزار مرتبه نازکتر است. ساخته شدن این ماده به صورت لوله‌های نازک موجب افزایش سرعت واکنش‌های شیمیایی در این نوع باتری‌ها می‌شود که در نتیجه باعث شارژ شدن سریع آنها می‌گردد.

این ماده توسط چن ژیادونگ (Chen Xiaodong) و تیم تحقیقاتی وی کشف شد.

 چن از دانشگاه نانیانگ جهت احداث نمونه‌ای از این باتری در مقیاس بزرگ، در خواست کمک مالی کرده و این دانشگاه هم هزینه‌های اولیه آن را پذیرفته است.

چن اعلام کرد:" انتظار دارم این نسل جدید باتری‌ها در دوسال آینده بازار را با تغییر و تحول بسیاری روبرو سازد، به عنوان مثال؛ خودروهای الکتریکی می‌توانند فقط در عرض پنج دقیقه باتری خود را به طور کامل شارژ کنند، که این زمان با مدت زمان بنزین زدن ماشین‌های فعلی برابری می‌کند.".

وی در ادامه گفت:" با توجه به این که طول عمر این نسل از باتری‌ها در مقایسه با باتری‌های لیتیوم یونی 10 برابر بیشتر است، ما می‌توانیم از تولید گازهای سمی که توسط باتری‌ها به وجود می‌آیند، جلوگیری کنیم."

باتری‌های لیتیوم یونی به طور معمول از مواد افزودنی برای اتصال الکترودها به آند استفاده می‌کنند. در این روش الکترون‌ها و یون‌ها می‌توانند به داخل و خارج باتری انتقال یابند.

اما باتری‌های نسل جدید نیازی به مواد افزودنی ندارند. همچنین می‌توانند انرژی بیشتری با همان مقدار فضا بدست بیاورند.

تولید این ماده ژله‌ای کار سختی نیست. به این ترتیب که تولید کنندگان، دی اکسید تیتانیوم و سدیم هیدروکسید را با یکدیگر ترکیب کرده و در دمای معینی شروع به هم زدن می‌کنند.

رشید یزمی (Rachid Yazami) ، مخترع قطب منفی گرافیت باتری‌های لیتیوم یونی، اظهار داشت:" از زمانی که قیمت باتری‌های لیتیوم یونی کاهش یافت و شرکت سونی نیز آنها را به صورت تجاری درآورد، برنامه‌های جدیدی در حوزه جابجایی‌های الکتریکی و ذخیره سازی انرژی در بازار گسترش یافت. با این وجود هنوز می‌توان برای بهبود انرژی از جمله تراکم آن تلاش بیشتری کرد که باتری‌ها سریعتر شارژ شوند."

وی افزود:" به طور معمول، زمان لازم برای شارژ باتری خودروهای الکتریکی باید کمتر از 15 دقیقه باشد، که کشف پروفسور چن، این موضوع را اثبات می‌کند."