گروهی از محققان آلمانی نوعی باتری جدید تولید کرده‌اند که با انتقال دوطرفه یون‌های فلوئورید میان آند و کاتد کار می‌کند. انتظار می‌رود ظرفیت این باتری جدید بالاتر از ظرفیت باتری‌های یون لیتیومی فعلی باشد.
تولید باتری یون فلوئوریدی
بنابرگفته دانشمندان آلمانی باتری قابل شارژی که با انتقال یون فلوئور میان الکترودها کار می‌کند، می‌تواند ظرفیت بالاتری نسبت به باتری‌های موجود داشته باشد.
این باتری که توسط ماکسی‌میلیان فیچنر و مونانگی رِدی از موسسه فناوری کارلس روهه ساخته شده است، با استفاده از انتقال برگشت‌پذیر یون‌های فلوئور میان الکترودها کار می‌کند؛ جهت انتقال یون‌های فلوئور به شارژ یا دشارژ شدن باتری بستگی دارد.
فیچنر می‌گوید مشوق آنها در این کار ظرفیت پایین باتری‌های موجود بود. در آینده باتری‌ها باید چگالی انرژی بالاتری داشته باشند تا باتری‌های سبک‌تر عمکلردی مشابه یا بهتر از باتری‌های سنگین فعلی پیدا کنند. او می‌افزاید: «این ویژگی مخصوصاً در کاربردهای غیرثابت اهمیت بیشتری دارد، زیرا همه دوست دارند که رایانه‌های هوشمند و گوشی‌های تلفن همراه آنها مدت زمان بیشتری بدون نیاز به شارژ کار کنند».
تمرکز این محققان بر باتری‌های مبتنی بر فلوئور بود، زیرا از نظر تئوری فلوئور قابلیت ذخیره انرژی بالایی دارد. فیچر می‌گوید: «از آنجایی که در این باتری‌ها نیازی به استفاده از لیتیوم نیست، از ایمنی بیشتری نیز برخوردارند».
دراین باتری آند فلزی و کاتد فلوئورید فلزی توسط یک الکترولیت رسانای فلوئور از یکدیگر جدا می‌شوند. هنگام دشارژ یا تخلیه باتری، الکترون‌ها با کاتد فلوئورید فلزی ترکیب شده و آن را به فلز تبدیل می‌کنند. سپس آنیون‌های فلوئورید از طریق الکترولیت به سمت آند فلزی رفته و در آنجا با ترکیب شدن با فلز آند، فلوئورید فلز تولید می‌کنند. زمان شارژ باتری فرایند عکس اتفاق می‌افتد.
این محققان نانوکامپوزیت‌های فلوئوریدی مختلفی تولید کرده و از آنها به عنوان کاتد و الکترولیت بهره بردند؛ از سریم فلزی نیز به عنوان آند استفاده شد. لایه‌های کاتد-الکترولیت-آند به شکل صفحاتی به هم فشرده شدند تا عملکرد آنها به‌عنوان باتری مورد بررسی قرار گیرد.
جان گودیناف متخصص مواد باتری از دانشگاه تگزاس در آوستین آمریکا بر اهمیت تولید باتری‌های جایگزین برای باتری‌های یون لیتیومی تأکید می‌کند. او می‌گوید تغییرات حجمی زیاد در الکترودهای این باتری جدید بر چرخه عمر آن تأثیر منفی دارد، بنابراین باید یک سطح تماسی مایع-جامد برای آن تعبیه شود.
فیچر می‌گوید در صورت توسعه بیشترِ این کار می‌توانیم باتری‌های پایدار با ظرفیتی چندین برابر ظرفیت باتری‌های یون لیتیومی فعلی داشته باشیم. باتری‌های فلوئوریدی اولیه تنها در دماهای بالا کار کرده و ظرفیت آنها با گذشت زمان کاهش می‌یافت، اما فیچر انتظار دارد با مشارکت دانشمندان دیگر از حوزه‌های مختلف، این مشکلات برطرف شوند.
جزئیات این کار در Journal of Materials Chemistry منتشر شده است.
