توسط : پژوهشگران مؤسسه پلی‌تکنیک ورسیستر (WPI) در دو مطالعه جدید، راهکارهایی برای دو چالش عمده صنعت باتری ارائه کرده‌اند: بازیافت ایمن و مقرون‌به‌صرفه باتری‌های لیتیوم فلزی (Lithium-metal Battery) و بهبود پایداری باتری‌های حالت جامد.
به گزارش interesting engineering، در مطالعه اول که در نشریه Joule منتشر شده، محققان به سرپرستی پروفسور «یان وانگ» روشی ایمن و مقیاس‌پذیر برای بازیافت آندهای مصرف‌شده لیتیوم فلزی معرفی کردند.
در این روش که با استفاده از واکنش میعان آلدول در استون متداول انجام می‌شود، آندهای مصرف‌شده به کربنات لیتیوم با خلوص ۹۹.۷۹ درصد تبدیل می‌شوند که حتی از استانداردهای صنعتی مواد درجه باتری نیز فراتر است. از این ماده بازیافتی برای تولید کاتدهای جدید استفاده شده که عملکردی قابل مقایسه با نمونه‌های تجاری داشته است. پروفسور وانگ توضیح داد:
«این روش راه‌حلی مؤثر برای یکی از چالش‌برانگیزترین مسائل صنعت باتری است. ما با تبدیل نقطه آسیب‌پذیر ایمنی به محرکی برای بازیابی، فرایندی ایجاد کرده‌ایم که هم برای صنعت عملی است و هم برای دستیابی به آینده‌ای با انرژی پایدار، حیاتی به شمار می‌رود.»
بهبود عملکرد باتری‌های حالت جامد
در مطالعه دوم که در نشریه Materials Today منتشر شده، تیم پژوهشی به حل مشکل ناسازگاری الکترولیت‌های جامد مبتنی بر هالید با آندهای لیتیوم فلزی پرداخته‌اند. محققان با دوپ آهن به کلرید لیتیوم-ایندیوم، ماده‌ای ساخته‌اند که بدون نیاز به لایه محافظ، تماسی مستقیم و پایدار با آندهای لیتیوم برقرار می‌کند.
این ماده ضمن حفظ رسانایی یونی بالا، عملکرد بلندمدت مطلوبی نشان داده است، به‌طوری‌که سلول‌های کامل بیش از ۳۰۰ چرخه را با حفظ ۸۰ درصد ظرفیت طی کرده‌اند.
وانگ تأکید کرد که این دستاوردها گام‌های مهمی به‌سوی آینده‌ای هستند که در آن باتری‌های لیتیوم فلزی نه‌تنها عملکرد بهتری دارند، بلکه ایمن‌تر و پایدارتر نیز خواهند بود. این پیشرفت‌ها فناوری‌های ضروری برای نسل بعدی خودروهای برقی و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر را تقویت می‌کنند.
بیشتر بخوانید: محققان با روش جدیدی نقره خالص را از پنل‌های خورشیدی استخراج می‌کنند
