ابتکار ایرانی، از سنگ باتری ساخت!

به گزارش سهند خبر و بر اساس گزارش گجت‌نیوز، این گروه از پژوهشگران در تلاشند تا یک ماده جدید که در سنگ‌های سیلیکاتی یافت شده، جایگزین لیتیوم در باتری‌های خودروهای برقی کنند. طبق گفته این محققان، این ماده جدید می‌تواند به توسعه نسل نوینی از دستگاه‌های ذخیره انرژی منجر شود که هم از نظر هزینه و هم در برابر رطوبت مقاومت بیشتری دارند. تبدیل سنگ به باتری، تولید باتری‌های لیتیومی را دگرگون خواهد کرد.

محمد خوش کلام، عضو ایرانی این تیم و پژوهشگر دانشگاه فنی دانمارک، کسی است که به وجود ماده‌ای مناسب برای تبدیل به الکترولیت جامد در سنگ‌های سیلیکاتی پی برده است.

سیلیکات‌های پتاسیم و سدیم از جمله موادی هستند که در سنگ‌های سیلیکاتی به وفور یافت می‌شوند و به گفته محققان، این مواد می‌توانند یون‌ها را در دماهای بالا گرم کنند. همچنین این مواد در برابر رطوبت مقاومت بالایی دارند. آقای خوش کلام توضیح می‌دهد که پتانسیل سیلیکات پتاسیم برای استفاده به عنوان الکترولیت جامد پیش از این شناخته شده بود، اما به دلیل مشکلاتی همچون وزن و اندازه یون‌های پتاسیم، این ایده هرگز عملی نشده بود.

پژوهشگران معتقدند که این ماده جدید به دلیل عدم حساسیت به هوا و رسوبات، گزینه‌ای ایده‌آل برای استفاده در باتری‌ها است و می‌توان آن را به صورت یک لایه نازک در باتری‌ها قرار داد. جالب آنکه این نوع سنگ‌های سیلیکاتی در بسیاری از مکان‌ها، از سواحل گرفته تا حیاط خانه‌ها، به وفور وجود دارند.

با وجود اینکه این ماده ارزان‌تر و از نظر زیست‌محیطی نیز بهینه‌تر است، یون‌ها در باتری‌های لیتیومی با الکترولیت‌های مایع یا جامد با سرعت بیشتری از یون‌های موجود در سیلیکات حرکت می‌کنند و این به چالشی برای این ایده تبدیل می‌شود. با این حال، خوش کلام معتقد است که روشی برای افزایش سرعت حرکت یون‌ها در سنگ‌های سیلیکاتی نسبت به لیتیوم با الکترولیت مایع یافته است. او همچنین توضیح می‌دهد که در یک آزمایش مشخص شد که این ماده، به عنوان یک الکترولیت جامد، قابلیت رسانایی بالایی دارد.

اما چگونه یک سنگ به باتری تبدیل می‌شود؟ در واقع، دانشمندان نوعی الکترولیت جامد ساخته‌اند که بین کاتد و آند در سلول باتری قرار می‌گیرد. این ماده ابتدا با ترکیبی از پودر سیلیکات پتاسیم، پیوند‌دهنده و حلال آماده می‌شود و سپس محلول به دست آمده در یک غلتک ریخته می‌شود تا یک لایه نازک از آن شکل بگیرد.

ماده نهایی که به شکل ورقه‌های سفید و نازکی خشک می‌شود، به یک جعبه منتقل می‌شود و در آن به یک سلول باتری جامد همراه با آند و کاتد تبدیل می‌شود.

با وجود موفقیت‌های حاصل‌شده در این تحقیق، دانشمندان هنوز بر این باورند که تا تولید باتری‌های جامد مبتنی بر سیلیکات‌های پتاسیم و سدیم فاصله زیادی وجود دارد.