گوگرد، سوخت محرکه آینده هواپیما، قطار و اتومبیل‌های و خورو برقی

باتری‌های موجود پاسخگوی توسعه تکنولوژی و فناوری‌های جدید نیستند

«تقاضای بسیاری برای ذخیره انرژی وجود دارد اما اطلاعات شیمیایی چندانی برای مقرون به صرفه بودن آن در دست نیست» - Claudio BRESCIANI / TT News Agency / AFP

ممکن است به‌ زودی باتری‌هایی موثرتر با ترکیبات جدید شیمیایی، جایگزین باتری‌های لیتیوم یونی شوند که در تلفن‌های همراه و اتومبیل‌های الکتریکی تعبیه شده‌اند.

باتری‌های استاندارد در ابزار مختلفی از جمله کامپیوترهای لپ‌تاپ، ساعت‌های هوشمند و سیگارهای الکترونی به کار می‌رود، اما این باتری‌ها پاسخگوی توسعه تکنولوژی و فناوری‌های جدید نیستند.

باتری‌های لیتیوم گوگردی به عنوان جایگزین باتری‌ها کنونی پیشنهاد شده‌اند، اما تجمع سولفید لیتیوم و پلی سولفید لیتیوم در نهایت باتری را از بین می‌برد. این پدیده به علت حرکت الکترولیت‌ها از یک قطب باتری به قطب دیگر آن، «تردد پلی سولفید» نامیده می‌شود.

باتری‌های گوگردی به مراتب ارزان‌تر هستند و تا جایی که کارشناسان موفق به از میان بردن این معضل شوند، می‌توانند مشکلات مرتبط با باتری را حل کنند.

به گفته دانشمندان انستیتوی «گوانگجو» در کره جنوبی (جی‌آی‌اس‌تی)، راه‌حل در یافتن یک کاتالیزر است که بتواند روند خالی شدن باتری‌های گوگرد لیتیومی را در جریان استفاده از آنها، برعکس کند. کاتالیزورها موادی هستند که با استفاده از آنها می‌توان واکنش‌های شیمیایی را بدون آنکه خود کاتالیزر از میان برود، تغییر داد.

پرفسور جای یونگ لی می‌گوید: «ما ضمن بررسی یک الکتروکاتالیزر برای باتری‌های لیتیوم گوگرد، آزمایشی را به یاد آوردیم که پیش‌تر با اگزالات کبالت (CoC2O4) انجام داده بودیم. در آن آزمایش متوجه شدیم که در جریان الکترولیز، یون‌های منفی می‌توانند به آسانی جذب سطح این ماده شوند. این یافته ما را به این فرضیه هدایت کرد که اگزالات کبالت احتمالا می‌تواند در باتری‌های لیتیوم گوگردی هم، همین فعل‌وانفعال را با گوگرد از خود نشان دهد.»

Read More

This section contains relevant reference points, placed in (Inner related node field)

دانشمندان این فرضیه را با ساختن یک باتری لیتیوم گوگرد که  یک لایه اگزالات کبالت بر روی یک کاتُد گوگرد به آن اضافه شده بود، به آزمایش گذاشتند. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که این کاتالیزر، گوگرد را جذب کرده و امکان داده است تا لیتیوم جامد، سولفیده و لیتیوم مایع،  پُلی سولفیده شود. عمل جذب گوگرد همچنین از تحلیل رفتن باتری گوگرد لیتیوم جلوگیری می‌کند که به معنی آن است که دوام، کارکرد و ذخیره انرژی باتری بیشتر می‌شود.

پرفسور لی می‌گوید که باتری‌های جدید می‌توانند «در وسایل نقلیه الکتریکی از جمله هواپیماهای بدون خلبان، اتوبوس‌های برقی، کامیون و قطار و نیز مخازن عظیم انرژی، عملکردی موثر داشته باشند.»

انستیتوی تکنولوژی گوانگجو که نتیجه تحقیقاتش در نشریه «کِم سوس کِم» منتشر شده، تنها سازمان پژوهشی نیست که در این مورد تحقیق کرده است. دانشگاه «موناش» هم یک باتری لیتیوم گوگردی اختراع کرده است که ظاهرا قادر است یک تلفن همراه را بدون نیاز به شارژ به مدت پنج روز روشن نگاه دارد و به اتومبیل‌های برقی امکان دهد مسافت یک هزارکیلومتری را بدون نیاز به شارژ، بپیمایند.

به همین گونه، دانشمندان آزمایشگاه برکلی در سال ۲۰۱۷، روشی را ابداع کردند که می‌توانست ضمن جایگزینی جلبک دریایی با گوگرد، به گفته آن‌ها عمر باتری را از این هم طولانی‌تر کند. به گفته تارنمای «وایِرد»، جلبک دریایی می‌تواند به عنوان یک عامل نگاهدارنده، عناصر فعال باتری را کنار هم نگاه دارد و در همان حال با گوگرد ترکیب شود و از حل شدن آن جلوگیری کند. 

ژائو لیو، کارشناس باتری می‌گوید: «تقاضای بسیاری برای ذخیره انرژی وجود دارد اما اطلاعات شیمیایی چندانی برای مقرون به صرفه بودن آن در دست نیست. گوگرد ماده‌ای ارزان و تقریبا رایگان و قابلیت سوختی آن به مراتب بیشتر از لیتیوم یونی است. بنابراین، گوگرد لیتیوم یک فرمول شیمیایی است که بالقوه می‌تواند مسئله هزینه را برطرف کند.»

© The Independent

بیشتر از تکنولوژی