به گزارش ایسنا و به نقل از اسپوتنیک، محققان راهی برای ایجاد باتری‌های سدیمی پیدا کرده اند که از یون‌های لیتیوم به طور قابل توجهی ارزان تر بوده و از ظرفیت ذخیره انرژی بیشتری در آینده برخوردار خواهند بود.
باتری های لیتیوم-یون در همه جا مورد استفاده قرار می گیرند؛ در تلفن های همراه، لپ تاپ ها و سایر لوازم الکترونیکی و همچنین در اشکال مختلف صنعت حمل و نقل و فناوری های فضایی. در عین حال، لیتیوم یک فلز گرانقیمت است و به گفته کارشناسان، ذخایر آن کاملاً محدود است.
در حال حاضر هیچ جایگزین کارآمدی برای این باتری ها وجود ندارد. دانشمندان توضیح دادند که لیتیوم یک فلز قلیایی و یکی از سبک‌ترین عناصر جدول تناوبی است و به همین دلیل یافتن جایگزین برای آن دشوار است.
اکنون تیمی از دانشمندان دانشگاه ملی علوم و فناوری MISiS به همراه محققانی از روسیه و آلمان تحت رهبری پروفسور "آرکادی کراشنینکوف" جایگزین امیدوار کننده ای برای این فلز گران قیمت ساخته اند. این دانشمندان نشان داده اند که اگر اتم فلزات قلیایی به شکل مشخصی قرار بگیرند، می توان به یک ظرفیت انرژی قابل مقایسه با لیتیوم دست یافت.
به گفته نویسندگان این مطالعه، روش ویژه قرار دادن اتم ها شامل جمع شدن آنها در چندین لایه یکی بالاتر از دیگری است و این کار با انتقال اتم های فلز با ولتاژ بالا به فضای بین دو ورقه گرافنی امکان پذیر است.
"ایلیا چپکازوف" یکی از نویسندگان این مطالعه از MISiS گفت: اعتقاد بر این بود که در باتری‌ها، اتم های لیتیوم فقط می‌توانند در یک لایه قرار بگیرند، اما آزمایش های اخیر انجام شده توسط همکاران آلمانی ما نشان داده است که می توان بین لایه های گرافن ساختارهای پایدار لیتیوم چند لایه ایجاد کرد. بنابراین ما علاقه مند به مطالعه احتمال ایجاد چنین ساندویچی از سایر فلزات قلیایی شدیم.
به گفته دانشمندان، عنصر سدیم امیدوارکننده ترین جایگزین برای لیتیوم است، زیرا در طبیعت بسیار فراوان است. به عنوان مثال، نمک معمولی حاوی ۵۰ درصد از این عنصر است.
طبق الگویی که توسط محققان ایجاد شده است، با قرار دادن یک لایه سدیم به ضخامت دو اتم بین دو لایه گرافن، می توان یک آند با ظرفیت کمی کمتر از یک آند در باتری های لیتیوم-یونی ایجاد کرد. چیزی در حدود ۳۳۵ میلی آمپر ساعت بر گرم در مقابل ۳۷۲ میلی آمپر ساعت بر گرم در باتری های لیتیومی.
محاسبات نشان می دهد که افزایش تعداد لایه های لیتیوم به عدم ثبات منجر می شود، اما در مورد سدیم، روند متضادی وجود دارد؛ با افزایش تعداد لایه ها در باتری سدیمی، پایداری ساختارها افزایش می یابد.
دانشمندان در گام بعدی می خواهند نمونه های آزمایشی از این باتری را ایجاد و بررسی کنند. دانشمندان معتقدند در صورت موفقیت می توانند در مورد ایجاد نسل جدیدی از باتری ها فکر کنند.
با داشتن ظرفیتی مشابه باتری های لیتیوم-یون یا حتی بیش از آنها، باتری های سدیم چندین برابر ارزانتر خواهند بود.
این مطالعه در مجله Nano Energy منتشر شده است.
منبع: ایسنا