|
محققان آمریکایی با استفاده از میکروسکوپ AFM به بررسی رفتار برگشت‌پذیری
در باتری‌های هوا لیتیم پرداختند. نتایج کار آنها نشان داد که این فرآیند
در باتری‌ها رخ می‌دهد. با بهبود برگشت‌پذیری مسیر تجاری سازی این باتری‌ها
هموارتر می‌شود.
باتری‌های هوا-لیتیم از اکسیژن هوا و کاتد کربنی متخلخل استفاده می‌کنند در
این باتری‌ها، لیتیم به‌عنوان آند مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آنجایی که
این باتری از هوا استفاده می‌کند در نتیجه برای کارکرد آن نیازی به ذخیره
مقادیر عمده از یون در کاتد ندارد و در عین حال قادر است دانسیته جریان
بالایی را در خود ذخیره کند به‌طوری که ۵ تا ۱۰ برابر باتری‌های یون لیتیم
دانسیته جریان دارد. با این حال این باتری‌ها با محدودیت‌هایی روبرو هستند
که مانع از تجاری سازی آنها شده است. اخیرا محققان بر یکی از این موانع
فائق آمده‌اند.
محققان آزمایشگاه ملی اوک ریج در آخرین پژوهش‌های خود روی فاکتورهای کنترل
کننده برگشت‌پذیری ذرات رشد یافته در این باتری‌ها تحقیق کرده‌اند این گروه
نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان The partially reversible
formation of Li-metal particles on a solid Li electrolyte: applications
toward nanobatteries در نشریه Nanotechnology به چاپ رساندند.
کالینین از محققان این پروژه می‌گوید ما معتقدیم که این پروژه مسیر تحقیقات
الکتروشیمی نانومقیاس برگشت ناپذیر را هموار می‌کند. از نتایج این کار
می‌توان در حوزه تولید باتری‌های هوا لیتیم و نانوباتری‌ها استفاده کرد.
محققان اکسیژن را تحت واکنش احیاء، احیاء کردند در نتیجه الکترون ایجاد
می‌شود که از آن برای تولید الکتریسیته استفاده می‌شود. برای شارژ مجدد
باتری، باید یون‌های لیتیم از کاتد به آند برگردد این کار با دشواری‌های
بسیار همراه است. برای مثال حلالیت محصولات واکنش نظیر LiOx، سینتیک کند
واکنش و تمایل ذاتی فلز لیتیم برای واکنش با مواد دیگر از مشکلات پیش روی
محققان بوده است. رسوب‌دهی الکتروشیمیایی یون‌های لیتیم روی فلز لیتیم منجر
به تشکیل ساختارهای دندریتی سوزنی شکل می‌شود. این ذرات عملکرد باتری را
دچار اختلال می‌کند.
در این پژوهش محققان از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) برای بررسی برگشت‌پذیری
رشد ذرات لیتیم استفاده کردند. آنها از یک نوک ۲۰ نانومتری برای آنالیز
الکترولیت سرامیک شیشه‌ای استفاده کردند آنها ارتفاع نوک را در طول چرخه
شارژ دشارژ اندازه‌گرفتند. نتایج کار آنها نشان داد که ارتفاع نوک با تغییر
جریان افزایش و کاهش می‌یابد که این کار وجود فرآیند برگشت‌پذیری را به
اثبات می‌رساند.
محققان قصد دارند برگشت‌پذیری را در این باتری‌ها بهبود دهند تا بتوان آن
را به‌صورت تجاری وارد بازار کرد. اگر این مشکلات حل شود از باتری‌های هوا
لیتیم می‌توان در حوزه‌های مختلف استفاده کرد.
|
