به گزارش روش سئو سایت گیزمگ، لیستی از پنج باتری جدید و جالب عرضه داده كه در سال ۲۰۱۸ ابداع شده اند.
به گزارش روش سئو به نقل از ایسنا و به نقل از گیزمگ، دستیابی به انرژی در زمان و مكان مورد نیاز، در كشورهای پیشرفته یك نیاز اساسی به حساب می آید و می تواند كمكی در داشتن گرما در زمستان و سرما در تابستان باشد و ایمنی غذاهای مورد استفاده را هم تضمین كند. بررسی شیوه ذخیره انرژی، یك كار رو به پیشرفت است و تلاش های مهم دانشمندان با كمك مواد جدید، مفهموم باتری به شكل شناخته شده را به كلی تغییر می دهند.
در اینجا به پنج مورد از باتری های جدیدی اشاره می نماییم كه در سال ۲۰۱۸ عرضه شده اند.
ذخیره انرژی در برجی از بلوك های فشرده
یك فنر معمولی را در نظر بگیرید. اگر آنرا با انگشتان خود فشار دهید، انرژی زیادی را جمع می كنید و با رها كردن فنر، این انرژی آزاد می گردد. همین اصل را در مورد برجی از بلوك های فشرده با یك جرثقیل دارای سه بازو در نظر بگیرید كه مانند انگشت عمل می كند.
یك استارتاپ سوئیسی موسوم به “انرژی والت”(Energy Vault)، روش جدیدی ابداع كرده كه برای ذخیره انرژی منابع تجدیدپذیر مانند باد و خورشید در برج های فشرده ای به اندازه آسمانخراش طراحی شده است كه مانند یك باتری عمل می كنند. جرثقیل باید برای شارژ این باتری، بلوك ها را روی یكدیگر قرار دهد تا یك برج به وجود آورد. برای تخلیه شارژ هم جرثقیل اجازه می دهد كه جاذبه، بلوك ها را پایین بیاورد و انرژی جنبشی تولید شده طی این فرآیند را به الكتریسیته تبدیل كند.
عملكرد این برج، مشابه “نیروگاه تلمبه ذخیره ای”(PSH) است كه به جاذبه زمین تكیه دارند. این نیروگاهها، آب را در یك منبع پمپاژ می كنند و سپس، نیروی تولید شده را هنگام آزاد شدن از توربین ها می گیرند. استارتاپ انرژی والت باور دارد كه این چاره، قابلیت ذخیره تا ظرفیت ۳۵ كیلووات ساعت و اوج قدرت چهار میلی وات را دارد و كارآیی آن تا ۹۰ درصد است. این استارتاپ می خواهد در سال ۲۰۱۹، اولین سیستم انرژی با این روش جدید را در هند راه اندازی كند.
باتری در خدمت ابزار
كنترل تلویزیون، ساعت و چراغ قوه، ابزاری هستند كه باید با باتری های مخصوص به خود با شكل و اندازه معین شارژ شوند اما طراحی باتری هایی با عنایت به شكل و اندازه ابزار هم می تواند راه خوبی باشد.
دانشمندان “دانشگاه ایالتی تگزاس”(Texas State University) و “دانشگاه دوك”(Duke University) آمریكا در اكتبر سال جاری، راهی برای چاپ سه بعدی باتری ها عرضه دادند كه در آن، از نوعی پلاستیك قابل تجزیه زیستی موسوم به اسید “پلی لاكتیك”(PLA) استفاده می گردد تا باتری به شكل دلخواه درآید. از این پلاستیك فقط در بعضی آزمایش ها می توان بهره برد چونكه پلی لاكتیك در حالت معمول، یك رسانای یونی نیست.
دانشمندان این مشكل را با كمك ماده ای حاوی اتیل متیل كربنات، پروپیلن كربنات و لیتیوم پركلرات حل كردند. آنها همینطور از گرافین در نانولوله های آند و كربن استفاده كردند و الكترودهای مثبت و منفی را به كار بردند.
این گروه پژوهش با روش جدید خود توانست باتری را در شكل و اندازه یك باتری دكمه ای عرضه نماید كه معمولا كارآمد است. آنها باتری چاپ سه بعدی را در یك مچ بند مجهز به لامپ های LED قرار دادند و باتری به مدت ۶۰ ثانیه روشن ماند. این نتیجه از هدف عملی فاصله بسیاری دارد اما دانشمندان حالا برای بهبود ظرفیت باتری ها تلاش می كنند تا شاید راهی برای عرضه فرصت های جالب در طراحی تولید پیدا كنند.
خورشید در جعبه!
دانشمندان دانشگاه “ام.آی.تی”(MIT) در دسامبر سال جاری، طرحی موسوم به “خورشید در جعبه” عرضه دادند كه یك سیستم ذخیره انرژی تجدیدپذیر است و انرژی را به شكل گرما ذخیره می كند. گرما در این سیستم، در نمك های مذاب ذخیره می گردد و هنگامی كه الكتریسیته مورد نیاز باشد، نمك گرم شده در یك مبدل گرمایی پمپاژ و گرمای نمك به بخار تبدیل می گردد. سپس یك توربین، گرما را به الكتریسیته تبدیل می كند.
این سیستم جدید طوری طراحی شده كه می تواند گرمای حاصل از الكتریسیته اضافی كه در اثر نیروی خورشید یا باد به وجود آمده، در مخازن بزرگی از جنس سیلیكون ذوب شده سفید و گرم ذخیره كند. پژوهشگران تخمین می زنند كه چنین سیستمی، بسیار مقرون به صرفه تر از باتری های لیتیوم- یون خواهد بود كه روشی قابل قبول اما پرهزینه برای ذخیره انرژی تجدیدپذیر هستند. هزینه این سیستم، نصف هزینه ذخیره سازی هیدروالكتریكی پمپاژ شده و ارزان ترین شكل ذخیره انرژی در مقیاس شبكه تا به امروز خواهد بود.
دمای بالای به كار رفته در این سیستم باعث ذخیره گرمای بیشتر می گردد. به جای استفاده از یك مبدل گرمایی برای جوشاندن آب و تولید برق، سیستم می تواند از سلول های خورشیدی چند منظوره برای تولید برق استفاده نماید.
دانشمندان ام.ای.تی، این سیستم را با یك مخزن كوچك مورد آزمایش قرار دادند اما به قول آنها می توان سیستم را روی مخزن ۱۰ متری آزمایش كرد تا انرژی كافی برای ۱۰۰ هزار خانه تامین گردد.
باتری چرخشی!
باتری های استانداردی كه از آنها استفاده می نماییم، در یك پایانه خود كاتود و در پایانه دیگر، آند دارند و یك تفكیك كننده نارسانا در میانه آنها قرار گرفته است. دانشمندان “دانشگاه كرنل”(Cornell University) آمریكا، باتری جالبی طراحی نموده اند كه این تركیبات را در یك شكل چرخشی قرار می دهد. این شكل باتری، امكان شارژ در تنها چند ثانیه را فراهم می آورد.
نكته اصلی در طراحی باتری، ذات متخلخل ساختار آند است كه هزاران روزنه كوچك به پهنای ۴۰ نانومتر را در بر دارد و هر یك از روزنه ها با دیگر تركیبات ضروری باتری پر شده اند. در این باتری، یك تفكیك كننده یونی با سولفور و یك پلیمر رسانا قرار دارد.
درون هر یك از هزاران روزنه، همه تركیبات مورد نیاز ذخیره و ارسال انرژی قرار دارد كه باعث می گردد در باتری های كوچك به خوبی عمل كنند. عرضه باتری در مقیاس نانو، دستیابی ساده تر به انرژی را امكان پذیر می سازد.
باتری انعطاف پذیر
باتری های انعطاف پذیر مانند باتری های چاپ سه بعدی، در اندازه های گوناگون عرضه می شوند و این مورد در جهان فناوری های پوشیدنی، بسیار امیدوار كننده است. پژوهشگران “دانشگاه كلمبیا”(Columbia University) در سال جاری، نوعی باتری عرضه دادند كه با الهام از ستون فقرات انسان ساخته شده است.
این باتری، از مجموعه ای كاتود، آند و تفكیك كننده تشكیل شده كه طی فرآیندی به هم متصل می شوند. این باتری های انعطاف پذیر مانند دیسك ها و رباط های بدن انسان، امكان چرخش و كنترل باتری را فراهم می كنند كه با دستیابی به یك ولتاژ بالا ممكن می گردد.
باآنكه دانشمندان، تركیبات سازنده باتری های انعطاف پذیر را دقیقا اعلام نكردند اما گفتند كه این باتری ها بالاترین تراكم انرژی را در سطح خود دارند و می توانند حدود ۸۵ درصد انرژی باتری های لیتیوم- یون را تولید كنند.
