هزار کیلومتر رانندگی بدون شارژ باتری در نسل جدید خودروهای برقی
دانشمندان نوعی الکترولیت حالت جامد برای خودروهای برقی ساخته‌اند که تا نزدیک هزار کیلومتر رانندگی را بدون نیاز به شارژ مجدد، امکان‌پذیر می‌کند.
به گزارش تجارت ایده آل، به نقل از فیزیکس اوآرجی، دانشمندان دانشگاه وسترن در کانادا، دانشگاه مریلند در آمریکا و چند مرکز تحقیقاتی دیگر، یک الکترولیت حالت جامد β-Li۳N با ظرفیت بالا و رسانایی قابل توجه طراحی کرده‌اند. این الکترولیت می‌تواند چرخه پایدار LMB های تمام حالت جامد را حفظ کند و تجاری‌سازی آن‌ها را تسهیل نماید. باتری‌های لیتیوم فلزی تمام حالت جامد (LMBs) راه‌حل امیدوارکننده‌ای برای ذخیره‌سازی انرژی برای خودروهای برقی هستند؛ در این باتری‌ها از آند فلزی لیتیوم و الکترولیت‌های حالت جامد (SSEs) استفاده می‌شود.
ویهان لی، از محققان این پروژه گفت: هدف اولیه کار ما توسعه الکترولیت‌های حالت جامد رسانای فوق یونی پایدار برای LMB های تمام حالت جامد است که به ویژه در وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) قابل استفاده باشند.
رشد سریع خودروهای برقی در بازار
بازار خودروهای برقی رشد سریعی را تجربه می‌کند، اما محدودیت کلیدی همچنان برد کوتاه ۳۰۰ تا ۴۰۰ مایل (۴۸۰ تا ۶۵۰ کیلومتر) در هر بار شارژ است، که به دلیل چگالی انرژی محدود (حدود ۳۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم) باتری‌های لیتیوم یون معمولی است. باتری‌های فلزی لیتیومی حالت جامد با ارائه پتانسیل دستیابی به چگالی انرژی تا ۵۰۰ وات ساعت بر کیلوگرم، راه‌حلی امیدوارکننده برای این چالش هستند. در نتیجه برد رانندگی را به بیش از ۶۰۰ مایل (۹۶۰ کیلومتر) در هر شارژ افزایش می‌دهند.
تا کنون، یکی از چالش‌های کلیدی در توسعه LMB های تمام حالت جامد، فقدان SSE های ایمن، قابل اعتماد و با عملکرد بالا بوده است. هدف اصلی کار اخیر لی و همکارانش طراحی یک الکترولیت جدید بود.
در آزمایش‌های اولیه، الکترولیت‌های حالت جامد β-Li۳N جدید و غنی از فضاهای خالی طراحی شده توسط این تیم، بهبودی ۱۰۰ برابری در هدایت یونی و پایداری بیشتر در مقایسه با Li۳N تجاری نشان داد. بنابراین، این ماده امیدوارکننده می‌تواند برای غلبه بر محدودیت‌های مربوط به توسعه LMBهای تمام حالت جامد با کارایی بالا کمک کند.
محققان الکترولیت‌های حالت جامد غنی از فضاهای خالی را با استفاده از فرآیند آسیاب گلوله‌ای با انرژی بالا سنتز کردند. این فرآیند برای ایجاد سایت‌های خالی به صورت کنترل شده مورد استفاده قرار گرفت که در نهایت خواص آن را افزایش داد.
نتایج این پروژه در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.
منبع: برنا