باتری‌های لیتیوم-گوگرد جایگزینی پرقدرت برای لیتیوم-یون

گوگرد یک راه حل جدید برای ذخیره انرژی را ارائه می‌دهد:

باتری‌ها از معجزات علمی شیمی به شمار می‌آیند. امروزه زندگی ما به صورت مستقیم بسته به باتری‌ها است. محققان همیشه به دنبال باتری‌هایی با حجم کوچک با امکان ذخیره میزان انرژی بالا بوده‌اند. باتری‌ها قلب تپنده تمام وسایل الکترونیکی است. موبایل‌ها، کامپیوترهای قابل حمل، تبلت‌ها، جی‌پی‌اس‌ها و… بدون باتری‌های قابل شارژ عملا بی‌مصرف خواهند شد. پیش از این در مورد هر آنچه باید در خصوص باتری‌های لیتیوم یونی دانست گفتیم.
محققان باتری جدیدی را تولید کرده‌اند که ادعا می‌شود، یک تلفن را به مدت پنج روز مداوم روشن نگه داشته و یا به وسیله نقلیه الکتریکی انرژی حرکت بیش از هزار کیلومتر مسافت بدون نیاز به شارژ مجدد را می‌دهد.
باتری‌های لیتیوم- گوگرد جایگزین قدرتمندی برای باتری‌های لیتیوم- یون که در زمان خود و حتی حالا یک شگفتی به شمار می‌آمدند، خواهند بود.
با مای فون همراه باشید تا در این مقاله راجع به باتری‌های لیتیوم- گوگردی بیشتر بدانید.

باتری‌های لیتیوم- یون پیشگام ذخیره‌سازی انرژی برای بیشتر وسایل الکترونیکی از آیفون‌ها گرفته تا اسباب بازی‌ها بوده است و امروز باتری‌های لیتیوم- گوگرد با قدرتی بیشتر قرار است جایگزین این مولکول‌های کوچک یونی شود.

از لحاظ تئوریک، باتری‌های لیتیوم-گوگرد قادر به نگه داشتن انرژی ۵ برابر بیشتر از یون‌های لیتیوم هستند؛ اما تاکنون استفاده از آن‌ها در لوازم الکترونیکی مصرفی به شدت غیر عملی بوده‌اند.

بزرگترین چالشی که در مورد استفاده از باتری‌های لیتیوم-گوگرد عدم ثبات کاتدها در آن است، به این معنا که هر بار که چرخه شارژ را طی شود، ۷۸ درصد تغییر اندازه پدیدار خواهد شد و در نتیجه باتری‌ها بسیار سریع تخریب شده و به مدت طولانی دوام نخواهند آورد که بارها و بارها شارژ شوند.

محققان دانشگاه موناش در استرالیا دریافتند که استفاده از یک کاتد بسیار انعطاف پذیر اجازه خواهد داد تا بدون انهدام قابل توجهی، انبساط و انقباض را کنترل شود. آن‌ها ادعا می‌کنند باتری‌های لیتیوم-گوگرد کارآمدترین نسل باتری‎ها در جهان را ایجاد خواهند کرد.

دکتر مهدخت شعبانی از گروه مهندسی مکانیک و هوافضا دانشگاه موناش، که رهبری این تحقیق را بر عهده دارد، گفت: «جهان برای مبارزه با آلودگی‌های دمایی آب و هوا به فن آوری‌های جدید رادیکال ذخیره سازی انرژی احتیاج دارد.»
باتری‌های لیتیوم – گوگرد، که از گوگردی با ظرفیت بسیار بالا استفاده شده که می‌توانند پنج برابر ظرفیت باتری‌های لیتیوم- یون سنتی انرژی را ذخیره کنند  و از مواد ارزان قیمت موجود در سرتاسر جهان ساخته شوند.

دانشیار متیو هیل در این مورد افزود: «این روش نه تنها از معیارهای با کارایی بالا و چرخه طولانی عمر حمایت می‌کند، بلکه می‌تواند به کاهش قابل توجه زباله های خطرناک محیط زیستی منجر شود.»

این تحقیق که در Science Advances منتشر شده است، می‌تواند یک نقطه عطف مهم برای صنعت باتری باشد و همه چیز را از لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا شبکه‌های خورشیدی تحت تأثیر خود قرار دهد.

دکتر شعبانی گفت: «تا تجاری سازی باتری‌های لیتیوم-گوگردی ممکن است بین دو تا چهار سال دیگر فاصله وجود داشته باشد. در حال حاضر اختراع ثبت شده برای فرآیند تولید تصویب شده است.»

سلول‌های نمونه اولیه این باتری در آلمان توسعه یافته‌ و آزمایش‌های بعدی برای اتومبیل‌های برقی و شبکه‌های خورشیدی امسال در استرالیا صورت می‌پذیرد.

مهدخت شعبانی افزود: «پیش بینی هزینه‌ها و معیارهای عملکرد فناوری ما نقاط بهتری نسبت به باتری‌های لیتیوم یون امروزی در مورد قیمت را پیش بینی می‌کند.»

به طور کلی، این بدان معنی است که انرژی گوگردی می تواند خیلی راحت‌تر ذخیره شود؛ اما مهمتر از آن، این باتری ایمن، ساده، اخلاقی و دوستدار محیط زیست است.