ارتش ایالات متحده طول عمر باتری را با استفاده از لایه محافظ جدیدی که نازک‌تر از موی انسان است، افزایش می‌دهد

در یک پیشرفت مهم برای فناوری ذخیره‌سازی انرژی، دانشمندان ارتش ایالات متحده تکنیک جدیدی برای درمان سطوح معرفی کرده‌اند که نوید افزایش کارایی و طول عمر باتری‌ها برای استفاده نظامی را می‌دهد.

این کار نوآورانه از آزمایشگاه تحقیقاتی ارتش فرماندهی توسعه قابلیت‌های جنگی ارتش ایالات متحده (DEVCOM ARL) نشأت گرفته، که در تخصص تحقیقاتی پیشرو برای بهبود فناوری برای سربازان در میدان فعالیت می‌کند.

تیم تحقیقاتی به رهبری دکتر تراویس پولارد، یک فرایند درمان سریع و قابل تجاری‌سازی را توسعه داده که الکترودهای فلزی چند ظرفیتی را با استفاده از یک محلول اسیدی اصلاح می‌کند.

این رویکرد نوآورانه لایه محافظ فوق‌العاده نازکی ایجاد می‌کند که عملکرد باتری‌های قابل شارژ روی را بهبود می‌بخشد.

دکتر پولارد توضیح داد: “این لایه منحصر به‌فرد نازک‌تر از موی انسان است، اما عملکرد باتری روی قابل شارژ را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد. برای سربازان ما، این می‌تواند به معنای منابع توانایی بیشتر و مطمئن‌تر برای تجهیزات حیاتی آن‌ها باشد.”

فناوری جدید باتری

این فناوری باتری جدید یک گام محوری فراتر از راه‌حل‌های سنتی لیتیوم-یونی ایجاد کرده، و پتانسیل کاربردهای مختلفی را دارد.

روش تیم تحقیقاتی شامل درمان سطح الکترود فلزی با یک محلول اسیدی خاص، و سپس یک مرحله خشک شدن کنترل شده است که یک لایه محافظ نازک تخصصی روی الکترود ایجاد می‌کند.

تیم شامل دانشمندان برجسته‌ای از جمله دکتراهای لین ما، مارشال ا. شرودر، اولگ ا. برویدین، تراویس پ. پولارد و کانگ زو که تخصص خود را به این پروژه امیدوارکننده ارائه‌کردند.

پیامدهای این فناوری گسترده‌اند و کاربردهای بالقوه شامل ذخیره‌سازی انرژی نظامی تا استفاده‌های غیرنظامی مانند الکترونیک‌های قابل حمل، خودروهای برقی و راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس شبکه هستند.

سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی نظامی به ویژه می‌توانند از باتری‌های با طول عمر بیشتر، بهبود آمادگی عملیاتی و پایداری بیشتر بهره‌مند شوند.

انماری مارتین، مدیر تیم انتقال فناوری در DEVCOM ARL، بر اهمیت تبدیل پیشرفت‌های تحقیقاتی به کاربردهای دنیای واقعی تأکید داشت.

او گفت:”ما فقط برای علم تحقیق نمی‌کنیم؛ هدف ما این است که مطمئن شویم پیشرفت‌های ما بیشترین تأثیر ممکن را دارند.”

انتظار می‌رود این فناوری به‌زودی از طریق برنامه انتقال فناوری ارتش که هدفش توسعه همکاری‌های مشترک با صنعت، از شرکت‌های بزرگ تا استارتاپ‌ها، برای کمک به ورود این نوآوری‌ها به بازار است، لایسنس شود.

مارتین بر پتانسیل گسترده فناوری جدید باتری اشاره کرد و گفت: “این می‌تواند همه چیز از دستگاه‌های نظامی تا خودروهای برقی را متحول کند.” با استفاده از سرمایه‌گذاری‌های مالیاتی به توسعه‌های عملی، ارتش به دنبال به حداکثر رساندن مزایای ابتکارات تحقیقاتی خود است.

نازک‌تر از موی انسان

دفتر ثبت اختراع و علائم تجاری ایالات متحده نیز اهمیت این نوآوری را به رسمیت شناخته و درخواست ثبت اختراع را در تاریخ ۲۱ نوامبر ۲۰۲۴ منتشر کرده، که توسط تیم تحقیقاتی در ماه مه سال جاری ارائه شده بود.

فناوری جدید می‌تواند عملکرد الکترودهای فلزی چند ظرفیتی مختلف را بهبود بخشد.

درمان شامل استفاده از یک محلول اسیدی بر سطح الکترود و خشک‌کردن دقتی برای ایجاد یک لایه خارجی بافاز آبی کلرید هیدراته که حاوی فلز چند ظرفیتی با ضخامتی کمتر از ۵ میکرومتر است، می‌باشد.

DEVCOM ARL به عنوان یک نهاد تحقیقاتی حیاتی در ارتش عمل کرده و هدفش عملی‌سازی کشفیات علمی برای برآورده کردن نیازهای نظامی در حال تغییر را دارد.

آزمایشگاه درون DEVCOM و فرماندهی آینده ارتش به صورت استراتژیک قرار گرفته، که به آن اجازه می‌دهد بر تحقیق تحول‌گر و توسعه فناوری‌های نوظهور که به‌طور مداوم توانایی‌های ارتش را بهبود می‌بخشند، تمرکز کند.

با پیشرفت این تحقیق، نوید فناوری پیشرفته باتری نشان‌دهنده تحولی در راه‌حل‌های انرژی نظامی است.

این در را برای پیشرفت‌های قابل توجه در بخش‌های تجاری مختلف باز می‌کند، که یک تعهد وسیع‌تر به نوآوری را که به نفع هر دو سرباز و شهروند است، منعکس می‌کند.