باتري هاي ليتيوم يوني جديد سرعت شارژ هزار و قدرت دو هزار برابر دارند
محققان دانشگاه ايلينوي شهر اوربانا تكنولوژي جديدي در باتري توسعه داده‌اند كه ۲۰۰۰ برابر قدرتمندتر از باتري‌هاي مشابه است. به گفته‌ي محققان، اين تنها يك گام تكاملي در تكنولوژي باتري نيست؛ بلكه اين فناوري جديد قادر است قواعد گذشته ذخيره‌سازي انرژي را به‌كلي تغيير دهد و اجازه مي‌دهد كه ما كارهاي مختلف و جديدي انجام دهيم.
صرفه‌جويي در انرژي مهم‌ترين دغدغه‌ي تجارت در همه‌ي زمينه‌ها است. در حال حاضر مي‌توان مقدار زيادي قدرت (وات) يا مقدار زيادي انرژي (وات ساعت) داشت؛ اما نمي‌توانيم هر دو را با هم داشته باشيم. ابرخازن‌ها مي‌توانند براي مدت‌زمان بسيار كوتاه قدرت عظيمي آزاد كنند. سلول‌هاي سوختي مي‌توانند مقدار زيادي انرژي ذخيره كنند؛ اما به حداكثر توان خروجي خود محدود مي‌شوند. اين موضوع يك اشكال اساسي است؛ زيرا اكثر برنامه‌هاي متخصصدي مدرن مانند فناوري‌هاي همواره در حال گسترش موبايل‌هاي هوشمند، رايانه‌هاي پوشيدني، وسايل نقليه الكتريكي و ... نياز به مقدار زيادي قدرت و انرژي دارند. باتري‌هاي ليتيوم-يون در حال حاضر بهترين راه حل براي متخصصدهاي نيازمند به قدرت و انرژي بالا هستند؛ اما هنگامي كه طراحان صنعتي و مهندسان الكترونيك يك دستگاه جديد خلق مي‌كنند، حتي بهترين نمونه‌هاي باتري ليتيومي با چالشي جدي و مهم مواجه مي‌شوند.
باتري‌هاي جديد در دستگاه‌هاي بي‌سيم با اندازه ۳۰ برابر كوچك‌تر موجب تقويت ۳۰ برابر برد سيگنال‌ها مي‌شوند
نكته جالب توجه در باتري دانشگاه ايلينوي اين است كه تراكم قدرت بيشتري نسبت به ابر‌مخزن‌ها و چگالي انرژي مشابه باتري‌هاي نيكل-روي و ليتيوم-يون دارد. با توجه به اخبار منتشرشده از مطبوعات دانشگاه، باتري جديد با حجم ۳۰ برابر كوچك‌تر، مي‌تواند در دستگاه‌هاي بي‌سيم موجب تقويت ۳۰ برابر يا بيشتر برد انتقال سيگنال‌ها شود و در كنار آن، ۱۰۰۰ برابر سريع‌تر از باتري‌هاي معمولي ليتيوم-يوني شارژ مي‌شود. به‌طور خلاصه اين وسيله يك باتري رؤيايي است.
اين پيشرفت عظيم ناشي از يك ساختار كاتد و آندي جديد اختراع‌شده توسط محققان دانشگاه ايلينوي است. در اصل يك باتري ليتيوم استاندارد به‌طور معمول يك آند جامد دوبعدي ساخته‌شده از گرافيت و يك كاتد ساخته‌شده از نمك ليتيوم است. از سوي ديگر، باتري جديد ايلينوي داراي آند و كاتد متخلخل و سه‌بعدي است. محققان براي ايجاد اين ساختار الكترودي جديد، ساختاري از پلي‌استايرن (فايبرگلاس) روي يك بستر شيشه ايجاد مي‌كنند، نيكل الكتروديپوزيت را روي پلي‌استايرن قرار مي‌دهند و سپس الكترودهاي نيكل- قلع را آند و دي‌اكسيد منگنز را كاتد قرار مي‌دهند. تصاوير بالا به‌خوبي روند انجام اين كار را نشان مي‌دهد.
در نتيجه اين الكترودهاي متخلخل با سطح گسترده‌تر خود امكان واكنش شيميايي بيشتري در يك فضاي مشخص فراهم مي‌كنند و در نهايت باعث افزايش قابل توجه قدرت خروجي و سرعت شارژ مي‌شوند. تاكنون محققان از اين تكنولوژي براي ايجاد يك ميكروباتري با اندازه دكمه استفاده كرده‌اند كه در نمودار زير مي‌توانيد آن را با سلول متعارف Sony CR1620 مقايسه كنيد. تراكم انرژي كمي پايين، اما تراكم قدرت ۲۰۰۰ برابر بيشتر است.
تراكم انرژي در مقايسه با چگالي قدرت براي انواع فناوري‌هاي باتري، از جمله ميكروباتري ليتيوم-يون دانشگاه ايلينوي
تصور كنيد موبايل هوشمندي با باتري به ضخامت يك كارت اعتباري مي‌تواند ظرف چند ثانيه دوباره شارژ شود
اين تكنولوژي احتمالا براي دستگاه‌هاي مصرفي با باتري‌هايي كه بسيار كوچك‌تر و سبك‌تر هستند استفاده خواهد شد. تصور كنيد موبايل هوشمندي داراي يك باتري به ضخامت يك كارت اعتباري است كه مي‌تواند ظرف چند ثانيه دوباره شارژ شود. علاوه بر اين برنامه‌هاي زيادي در خارج از فضاي مصرفي وجود دارد؛ براي مثال در تجهيزات بسيار قدرتمند مانند ليزر و دستگاه‌هاي پزشكي و ديگر تجهيزاتي كه معمولا از ابررايانه‌ها استفاده مي‌كنند مانند خودروهاي فرمول يك و ابزارهاي شارژ سريع قابل استفاده است. با اين حال براي به واقعيت پيوستن اين موضوع دانشگاه ايلينوي بايد ثابت كند كه تكنولوژي آنها موجب افزايش اندازه باتري‌ها خواهد شد و فرايند توليد براي توليد تجاري گران تمام نمي‌شود.
هم انديشي ها