جستجو در تالارهای گفتگو

ما از باتری های قابل شارژ استفاده میکنیم و بنابر این آنها معایب عمده خود را تا کنون نشان داده اند.این باتری ها طول عمر نسبتا کوتاهی دارند و در برخی شرایط خاص قابل اشتعال یا حتی انفجار هم هستند،اما اینها ویژگی هایی نیست که سبب شود تولید موتور های احتراقی متوقف شود.مهندسان ساخت باتری هنوز هم مشغول فعالیت در تحقق بخشیدن به استفاده از توان لیتیم در زندگی روزانه هستند. د رحال حاضر،اکثر خودروهای الکتریکی نیروی مورد نیاز خود را از دو نوع باتری به دست میآورند: باتری اسید سرب و باتری هیدروکسید نیکل. باتری های اسید سرب بسیار سنگین و حجیم هستند و می توانند مقدار زیادی انرژی در خود جای دهند.بدین ترتیب این باتری ها در خودروهایی که با محدودیت میزان انرژی مواجه هستند،بسیار کاربرد دارند:مانند ماشین هایی که در زمین گلف برای جمع آوری وسایل بازیکنان به کار می روند.خودروهای کوچک وسبک "جی-وایز" ساخت شرکت ماشین های الکتریکی"ریوا" در هندوستان نیز از باتری اسید سرب استفاده می کنند. در حال حاضر پر فروش ترین خودروهای(هیبریدی)ترکیبی بنزینی والکتریکی_تویوتا پروس و هوندا سی ویک از باتری های هیدروکسید نیکل استفاده می کنند. اسپنسر کوآنگ مهندس ارشد وسایل نقلیه در اتحادیه دانشمندان برکلی در کالیفرنیا گفت:"مولکول های نیکل مشکلات بهداشتی کمتری نسبت به باتری های لیتیمی دارند .هزینه ی آن مشخص است و خط تولید آن در حال اجراست." با این حال جایی که توان و قدرت باتری دارای اهمیت باشد مزایای باتری های لیتیمی ارجحیت میابد. باتری های لیتیمی عمر کوتاهی دارند،زیرا کاتد هایی که معمولا از لایه های دی اکسید کبالت لیتیم ساخته شده اند،به سرعت فرسوده میشوند و از بین میروند. هنگامی که باتری شارژ میشود ،یون های مثبت لیتیم پس از شارژ شدن،به وسیله یک صفحه جداکننده از سمت کاتد به سوی آند های منفذ دار گرافیتی می روندو مملو از اتم های لیتیم می شوند. هنگامی که اتم های لیتیم الکترون ها را به وسیله الکترود های گرافیتی در مدار خارجی تغذیه میکنند،باتری برق را منتقل میکند.یون های لیتیم حاصل،آند را ترک میکنند و به سمت کاتد، یعنی جایی که جذب میشوند می روند. به دست آوردن و از دست دادن متناوب یون های لیتیم موجب بروز یک انبساط و انقباض مداوم می شود و د رنهایت سطوح کاتد تحلیل می رود.همچنین این مسئله باعث ایجاد نوعی ناخالصی می شود که قابلیت کاتد را در حفظ یون های لیتیم کاهش می دهد.در نتیجه کاتد پس از یک یا دو سال استفاده مداوم تحلیل می رود. اگر باتری تحت فشار قرار گیرد،بیش از حد گرم شده و مواد شیمیایی فراری تولید و جریان های کوچکی برقرار می کند که می تواند آتش سوزی های قابل توجهی به راه اندازد. در حال حاضر شرکت آ-123 در واتر تاون در ایالت ماساچوست، روشی برای دوام بیشتر کاتد یافته است،در این روش به جای دی اکسید کبالت لیتیم از ماده ای به نام فسفات آهن لیتیم استفاده می شود.کاتد فسفات آهن لیتیم در این باتری ها،یک ساختار نانویی قفسه مانند دارد که به یون های لیتیم اجازه می دهد بدون ایجاد انبساط و انقباض زیان آور حرکت کنند.این باتری ها علی رغم شارژ شدن های متعدد می توانند 10 برابر بیشتر از باتری های دیگر عمر کنند. گروهی از متخصصان به رهبری یی یینگ وو در دانشگاه کلمپ در ایالات اهایو،با استفاده از نانورشته سیم های اکسید کبالت،آند های بسیار خالصی به وجود آورند. وو می گوید به دلیل آن که نانو رشته سیم ها در مقایسه با یک لایه مسطح ،دارای سطح تماس بیشتری هستند،یون های لیتیم می توانند به راحتی در آن جریان داشته باشند. این ویژگی می تواند هم ظرفیت باتری و هم اوج توان آن را افزایش دهد.استفاده از این ویژگی در مورد خودروهای ترکیبی باید مناسب باشد.نکته اصلی در مورد خودرو های ترکیبی عملکرد بالا و جریان الکتریکی بالاست و نانو رشته سیمی می تواند این دو ویژگی را محقق سازد. یی کویی از دانشگاه استنفورد کالیفرنیا نیز با استفاده از مواد متفاوت به روش مشابهی دست یافته است.وی با استفاده از نانو رشته سیم های سیلیکونی به جای گرافیت،آندی تولید کرده است که می تواند 10 برابر بیشتر از گرافیت، یون های لیتیم را در خود نگه دارد. با وجود این ،انتشار یون های لیتیم در درون و بیرون ساختار کریستالی سیلیکون موجب گسترش آن و برقراری تماس میان یون ها می شود، و این تنها مشکلی ست که در رابطه با آند های مسطح سیلیکون به وجود میآید. نانو رشته سیم های سیلیکون مانند علف بر سطح آند رشد می کنند،با جذب لیتیم ضخیم تر و با از دست دادن آن باریک می شوند و به دلیل کوچک بودن آنها فشار وارده به اندازه ای نیست که به آنها صدمه بزند. آند بر طول عمر و توان سیستم تاثیر می گذارد.همه تلاش میکنند تا هر دو جنبه را گسترش دهند. پژوهشگران در تلاشند تا باتری تولید کنند که به اندازه خودروهای بنزین سوز امروزی دوام داشته باشد. *منبع:ماهنامه دانشمند*