الکترولیت مایع جدیدی با نانوذرات یونی هیبریدی است که پژوهشگران آمریکایی برای استفاده در باتری‌های بادوام بیشتر و ایمن‌تر، ساخته‌اند.
الکترولیت هیبریدی برای ساخت باتری‌های بهتر
الکترولیت مایع جدیدی با نانوذرات یونی هیبریدی است که پژوهشگران آمریکایی برای استفاده در باتری‌های بادوام بیشتر و ایمن‌تر، ساخته‌اند.
باتری‌هایی که از فلز لیتیوم به‌عنوان منبع یون استفاده می‌کنند، می‌توانند بیشترین مقدار انرژی ممکن را ذخیره کنند. الکترولیت‌های رایج(واسطه‌ی هدایت یون در باتری) به‌خوبی در این باتری‌ها عمل نمی‌کنند؛ زیرا در شرایط عملیاتی عادی، ناپایدار بوده و ممکن است تجزیه شوند.
این مسئله موجب شده تحقیقات به‌سوی استفاده از الکترولیت‌های دیگری برود که از مایعات یونی(ILها) یا پلیمری ساخته شده‌اند. الکترولیت‌های پلیمری معمولاً در دمای اتاق رسانایی کمی دارند؛ در حالی که مایعات یونی، نمک‌های مایعی هستند که رسانایی و پایداری خوبی در شرایط عملیاتی باتری دارند. آنها نمی‌توانند از تشکیل شبکه‌های لیتیومی -که دندریت نامیده می‌شوند و کارایی باتری را کاهش می‌دهند- جلوگیری کنند.
گروهی با هدایت لیندن آرچر در دانشگاه کرنل در نیویورک موفق به تهیه‌ی خانواده‌ی جدیدی از الکترولیت‌های بدون حلال ساخته‌شده از نانوساختارهای سخت اکسید زیرکونیوم و دستیابی به گونه‌های مایعات یونی نرم‌تر شده‌اند. آنها از روش ساده‌ی تک‌مرحله‌ای استفاده می‌کنند. این الکترولیت‌ها، در دمای اتاق به‌صورت مایع ژل‌مانندی هستند که پایداری‌شان در واکنش اکسایش کاهش و در دماهای مختلف، باعث می‌شود تا برای استفاده در باتری‌ها مناسب باشند، زیرا یون‌های لیتیوم را به‌خوبی منتقل کرده، از رشد دندریت‌ها جلوگیری می‌کنند.
آرچر می‌گوید:«به‌دلیل اتصال اجزا به‌وسیله‌ی پیوندهای یونی، نمی‌توانند به‌راحتی بخار شوند. از نظر ایمنی هم این باتری‌ها ضد انفجار هستند که این از هر نظر ایده‌آل است».
میشل آرمند، متخصص باتری‌های لیتیومی در دانشگاه پیکاردای آمینز فرانسه، از کارایی این باتری‌ها مطمئن نیست. وی می‌گوید:«این یک طراحی هوشمندانه‌ی مواد است، اما باید با جریان‌های ۱۰۰ تا۱۰۰۰ مرتبه بزرگ‌تر آزمایش شود تا کارا بودن آن برای شرایط عملیاتی واقعی مناسب اثبات شود».
آرچر معتقد است که تمایل بخش کاتیونی مایع یونی به اکسید زیرکونیوم، نقش یون‌های لیتیومی را در رسانایی باتری به بیشترین حد ممکن می‌رساند. آرمند اشاره می‌کند که بخش آنیونی مایعات یونی می‌تواند جابه‌جا شود و استفاده‌ی طولانی از این باتری موجب رسوب نمک در یک طرف آن می‌شود. او معتقد است با اصلاح طراحی باتری‌ها به گونه‌ای که تمایل آنیون‌ها نیز به اکسید زیرکونیوم فراهم شود، از جابه‌جایی همه‌ی یون‌ها به جز یون‌های لیتیوم، جلوگیری و موجب ساخت باتری‌های بهتر می‌گردد.
