باتری جدیدی که سریع‌تر شارژ می‌شود و در سرمای شدید هم کار می‌کند

باتری‌های قابل‌شارژ لیتیوم‌ـ‌یون پیشرفت‌های فناوری بسیاری را که امروز دوروبرمان می‌بینیم ممکن کرده‌اند، از تلفن‌‌های همراه گرفته تا خودروهای برقی، و پیش‌بینی می‌شود که بخشی کلیدی در آینده محیط زیست پایدار باشد. اما با فناوری موجود، قدرت و سرعت شارژ باتری محدود است‌ــ و علاوه بر این، فقط در دامنه دمایی محدودی کار می‌کند.

بسیاری از تلاش‌ها برای حل این مسئله مشکلات خاص خودش را دارد. به‌عنوان مثال، برخی امکان شارژ سریع‌تر دارند اما به‌سرعت خراب می‌شوند و بنابراین، چرخه عمر کوتاه‌تری دارند.

اما در پژوهشی جدید، دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند الکترولیت‌های باتری با استفاده از حلال‌های آلی ارتقا داده شوند. به نظر می‌رسد تغییر حلال به ماده‌ای موسوم به فلورواستونایترایل، که از مولکول‌های کوچک تشکیل شده است، نحوه عملکرد باتری را به میزان چشمگیری بهبود می‌بخشد.

الکترولیت بخش کلیدی شیوه کار باتری‌های لیتیومی است: الکترولیت‌ شبیه «خون» باتری‌ است، و جابه‌جایی یون‌های مهم میان قطب‌های مغناطیسی (الکترودها) را ممکن می‌کند. الکترولیت به باتری امکان می‌دهد تا انرژی ذخیره‌شده‌اش را به انرژی الکتریکی قابل‌استفاده تبدیل کند‌ــ و به‌عنوان مثال، در اختیار خودرو یا گوشی تلفن بگذارد.

به این ترتیب، بخش زیادی از پژوهش‌ها در مورد باتری به حلال‌های جایگزینی می‌پردازد که بتوانند برخی از مشکلات باتری‌های موجود را حل کنند. در بیشتر انواع باتری‌های لیتیوم که معمولا کاربردهای گوناگونی دارند از محلول نمک لیتیوم استفاده می‌شود، اما پژوهشگران معتقدند که امتحان گزینه‌های متفاوت می‌تواند عملکرد باتری را بهبود بخشد.

در مقاله‌ای به قلم پژوهشگرانی که در این پیشرفت نقش نداشته‌اند، تحقیق جدید «راه پژوهش برای طراحی و ساخت نسل بعدی باتری‌های لیتیوم‌ـ‌یون را باز می‌کند». این پیشرفت همچنین ساخت انواع جدیدی از سامانه‌های ذخیره انرژی را ممکن می‌‌کند و برخلاف فناوری فعلی مبتنی بر لیتیوم، به سدیم، پتاسیم و سایر یون‌ها متکی است.

شرح این تحقیق در مقاله‌ای جدید، «رسانش لیتیوم‌ـ‌یون فوق‌سریع از طریق کانال لیگاند»،  در نشریه نیچر منتشر شده است.