مواد پلیمری جدید ممکن است به باتری ها قابلیت خودترمیمی بدهند
به گزارش مجله سرگرمی، پژوهشگران دانشگاه ایلینوی در اِربانا-شَمپِین(University of Illinois at Urbana-Champaigne) آمریکا در مطالعه اخیرشان پیروز به توسعه مواد پلیمری جدیدی شده اند که استفاده از آنها در باتری می تواند یاری کند تا باتری ها قابلیت خود ترمیمی و قابل بازیافت بودن، پیدا نمایند.
به گزارش خبرنگاران و به نقل از ساینس دیلی، باتری های لیتیوم یونی به دلیل ایجاد اتصال های کوتاه داخلی که می توانند الکترولیت های مایع باتری را مشتعل نمایند، منجر به انفجار و آتش سوزی می شوند.
اکنون مهندسان دانشگاه ایلینوی یک الکترولیت مبتنی بر پلیمر جامد ایجاد نموده اند که می تواند پس از آسیب، خود را ترمیم کند و همچنین این ماده بدون استفاده از مواد شیمیایی خشن یا درجه حرارت بالا قابل بازیافت است. محققان گفتند باتری های لیتیوم یونی چرخه های مختلفی از بار و تخلیه را طی مینمایند و سپس ساختارهای کوچک و شاخه ای از لیتیوم جامد به نام دندریت ایجاد می نمایند. این سازه ها باعث کاهش عمر باتری، ایجاد نقاط داغ و اتصال های کوتاه می شوند و گاهی به اندازه کافی بزرگ می شوند تا قطعات داخلی باتری را سوراخ نمایند و باعث واکنش های مواد منفجره شیمیایی بین الکترودها و مایعات الکترولیت شوند. اتصال کوتاه(Short Circuit) مداری است که اجازه می دهد جریان از یک راستا ناخواسته گذر کند.
برایان جینگ(Brian Jing) پژوهشگر این مطالعه گفت: پلیمرهای جامد حاوی یون یک گزینه مناسب برای فراوری الکترولیت های غیر مایع هستند. اما شرایط دمای بالا در داخل باتری می تواند بیشتر پلیمرها را ذوب کند و منجر به خرابی گردد.
پژوهشگران در گذشته با استفاده از شبکه ای از رشته های پلیمری که به شکل متصل به هم متصل شده اند، الکترولیت های جامد فراوری نموده اند تا یک هادی لیتیوم لاستیکی را ایجاد نمایند. این روش رشد دندریت ها را به تأخیر می اندازد.
جینگ در ادامه اضافه نمود: با این حال این مواد پیچیده هستند و پس از آسیب نمی توان آنها را ترمیم کرد.
محققان برای پرداختن به این مسئله، یک الکترولیت پلیمری شبکه ایجاد کردند که در آن نقطه اتصال متقابل می تواند واکنش های مبادله ای داشته باشد و رشته های پلیمری را تعویض کند.
محققان گفتند: برخلاف پلیمرهای خطی، این شبکه ها در اثر گرم شدن سخت تر می شوند و این می تواند مشکل دندریت را به حداقل برساند. علاوه بر این، آنها می توانند به راحتی پس از آسیب در یک ساختار شبکه ای تجزیه و اصلاح شوند که این موضوع باعث می گردد آنها قابل بازیافت نیز باشند. علاوه بر این، آنها پس از آسیب دیدگی مجددا قابلیت رسانایی خود را به دست می آورند.
یافته های این مطالعه در مجله Journal of the American Chemical Society منتشر شد.
منبع: خبرگزاری ایسناnamasho.com: نماشو، طراحی سایت، سئو، چاپ و طراحی گرافیکی را به ما بسپارید.