باتری‌های سیلیکون لیتیومی: ظرفیت ۱۰ برابر باتری‌ها با هزینه کمتر برای گوشی‌های هوشمند

0

سیلیکون همه‌جا هست حتی در گوشی‌های تلفن همراه ما ولی اگر به باتری‌ها هم اضافه شود؛ باز هم جادو خواهد کرد.

محققان دانشگاه آلبرتای ایالات متحده درباره ترکیب ماده سیلیکون با فناوری فعلی باتری‌های لیتیوم یون تحقیق کردند تا باتری‌هایی با ظرفیت ۱۰ برابر بیشتر ساخته شود.

در باتری‌های لیتیون یون فعلی با درصد بسیار بالایی از ماده گرافیت خام استفاده می‌شود. نوعی کربن که در مدادها نیز یافت می‌شود. گرافیت‌ خالص برای ساخت الکترود استفاده می‌شود که محل ذخیره شارژ باتری هستند.

همین موضوع باعث شده قیمت گرافیت در جهان افزایش پیدا کند. تقاضا برای باتری‌های لیتیون یون روز به روز افزایش پیدا می‌کند و یک مشکل بزرگ روی دست سازندگان این باتری‌ها قرار داده است.

هزینه یک تن گرافیت خالص ۹۵ درصد حدود ۱۰ هزار دلار است. مشکل دیگر گرافیت، نایاب بودن و سختی‌های استخراج آن از معادنی خاص در سراسر جهان است.

لیزر هموروئید درمان بواسیر در کلینیک تخصصی هموروئید تهران

تمام این دلایل باعث شدند محققان به دنبال ماده‌هایی برای جایگزینی گرافیت باشند و سیلیکون با هزینه‌ای یک سوم، کاندیدایی مناسب است. سیلیکون در دسترس و همه‌جا فراوان است.

اما سیلیکون یک ماده هاید ضعیف است و در حالت طبیعی نمی‌تواند شارژ باتری زیادی در خود نگه دارد. به همین دلیل هم تا کنون با استقبال سازندگان باتری‌های دستگاه‌های همراه روبرو نشده است.

نانوذرات سیلیکونی به جای آندهای گرافیتی

محققان دانشگاه آلبرتا می‌خواهند این ضعف ماده سیلیکون را رفع کنند و نوعی سیلیکون بسازند که عمر شارژ بهتری نسبت به حالت طبیعی دارد.

این محققان دریافتند اگر سیلیکون را به صورت ذراتی نانومتری دربیاورند؛ تحمل و مقاومت بیشتری در برابر شارژ و دشارژ باتری خواهند داشت. این نانوذرات می‌توانند فشارهای ناشی از تغییر حجم را بهتر تحمل کنند و ظرفیت بیشتری نسبت به گرافیت فراهم سازند.

ذرات سیلیکونی ۳ نانومتری وقتی در فرآیند ساخت باتری‌های لیتیوم یون استفاده شوند؛ ظرفیتی ۱۰ برابری نسبت به آندهای گرافیتی به دست می‌دهند.

این یافته می‌تواند دنیای باتری‌های صنعتی و لیتیوم یون را دگرگون کند و کاربران اسمارت‌فون‌ها و دیگر دستگاه‌های همراه به آرزوی چند ده ساله خود برسند.

اما بزرگ‌ترین مشکل برای تولید باتری‌های لیتیوم یون سیلیکونی، نحوه ساخت نانوذرات سیلیکونی برای استفاده در باتری است. در واقع، روش تولید سریع‌ این نانوذرات هنوز مشخص نیست.

در سال ۱۳۹۴ هم محققانی از دانشگاه تهران چنین ایده‌ای را مطرح کردند و تلاش داشتند از نانوساختارهای سیلیکون بدون شکل (آمورف) در مقیاس بسیار کوچک برای ساخت باتری‌های لیتیوم یون استفاده کنند.

نتایج تحقیقات آن‌ها هم ساخت باتری‌هایی با ظرفیت شارژ ۱۰ برابری بود در حالی‌که هزینه ساخت آن‌ها بسیار پایین‌تر از باتری‌های فعلی است.

مشخص نیست چه زمانی باتری‌های فعلی اسمارت‌فون‌ها کنار گذاشته می‌شوند و باتری‌های نسل جدید با ظرفیت‌های چند برابر جایگزین آن‌ها می‌شوند ولی آن‌چه مشخص است؛ این اتفاق به این‌زودی رخ نمی‌دهد.

منبع

   

پستهای اخیر

یک مینی‌سریال عالی تازه: «میر» از «ایست‌تاون» با بازی کیت وینسلت و گای پیرس

داخل یک سایت دانلود بود که در عکس‌های بندانگشتی مربوط به سریال‌های تازه، یک لحظه عکس کیت وینسلت را دیدم. خب، وقتی می‌بینی که کیت وینسلت با آن سابقه درخشان در بازیگری سینمایی، در سریالی شرکت کرده، نمی‌توانی از آن صرف‌نظر کنی. اسم…

اپل سرویس پادکست اشتراکی راه‌اندازی کرد: گوش دادن بدون تبلیغات و دسترسی به محتواهای اختصاصی

اپل سرویس اشتراکی پادکست پلاس را برای ارائه خدمات و مزایای بیشتر به کاربران راه‌اندازی کرد. مدت‌ها بود سرویس و اپلیکیشن Apple Podcast بدون تغییراتی به کار خود ادامه می‌داد و اینک اپل خبرهای خوبی برای کاربران این سرویس دارد. اپل در مراسم…

اپل تی‌وی ۴K جدید معرفی شد: با تراشه A12 بیونیک و ریموت کاملا جدید

اپل یک مدل جدید از محصول Apple TV 4K خود با تراشه ارتقایافته‌تر و برخی ویژگی‌های جدید معرفی کرد. اپل تی‌وی 4K جدید از تراشه آشنای A12 Bionic سود می‌برد تا تصاویر ویدئویی HDR را با نرخ فریم ریت بالاتر اجرا کند. به علاوه، تراشه جدید قدرتی…

آیپد پرو جدید با پردازنده M1،نمایشگر حیرت‌انگیز مجهز به فناوری مینی LED و پشتیبانی از ۵G معرفی شد

اپل امشب در مراسم Sprint Loaded از آیپد پرو پرچم‌دار جدید خود رونمایی کرد. آیپد پرو ۱۲.۹ اینچی جدید کاملا یک دستگاه ارتقایافته و مجهز به فناوری‌های جدید و پیشگام اپل از جمله پردازنده M1، پشتیبانی از 5G و فناوری نمایشگر مینی LED به همراه یک…

اپل یک آی‌مک نازک با پردازنده M1 و رنگ‌بندی متنوع و جذاب معرفی کرد

اپل امشب در مراسم بهار خود از یک مدل کامپیوتر iMac بازطراحی شده و باریک‌تر، پردازنده اپل سیلیون M1 و کیس‌های رنگی و بسیار متنوع رونمایی کرد. اپل می‌گوید این آی‌مک از ابتدا برای استفاده M1 طراحی شده است. آی‌مک جدید دارای نمایشگر ۲۴ اینچی…

سرانجام اپل ایرتگ معرفی شد: مشابه Tile و با قیمت ۲۹ دلار

اپل در مراسم Spring Loaded امشب پس از مدت‌ها انتظار ردیاب هوشمند تجهیزات AirTag را معرفی کرد. در اولین نظر، اپل ایرتگ مشابه Tile است ولی خوب در اکوسیستم اپل قطعا ویژگی‌های جذاب‌تری خواهد داشت. ایرتگ کوچک و دایره‌ای است و به شما امکان…

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.