تکنولوژی
پیشرفت مبتنی بر گیاه که عملکرد باتری‌های روی-آب در سرما را بهبود می‌بخشد
دانشمندان چینی با استفاده از گیاه کنیاک، عملکرد باتری‌های روی-آب را در دماهای پایین بهبود بخشیده‌اند. این پلیمر گیاهی توانسته شبکه پیوندهای هیدروژنی را در آب بشکند و فرآیند یخ‌زدگی الکترولیت باتری را مختل کند، که منجر به بهبود عملکرد باتری در دماهای تا منفی ۱۰ درجه سانتی‌گراد شده است. این پیشرفت می‌تواند جایگزینی امن‌تر و فراوان‌تر برای باتری‌های لیتیم-یون، به خصوص در وسایل نقلیه الکتریکی باشد.
دانشمندان چینی با یک پیشرفت مبتنی بر گیاه موفق شده‌اند عملکرد باتری‌های روی-آب را بهبود بخشند. این پیشرفت از گیاه کنیاک - یک گیاه ریشه‌ای که بومی چین و غنی از فیبر است - بهره می‌گیرد. دانشمندان چینی ادعا می‌کنند که از این فیبر برای بهبود عملکرد باتری‌های یون-روی در دماهای انجماد بهره گرفته‌اند.
باتری‌های روی-آب ظرفیت بالایی دارند و بهبود ایمنی در مقایسه با باتری‌های لیتیم-یون که امروزه به طور گسترده استفاده می‌شوند، ارائه می‌دهند. علاوه بر این، روی نیز به طور گسترده‌تری در دسترس است و بنابراین می‌تواند جایگزینی مناسب برای وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) و محصولات دیگر باشد که به باتری‌ها متکی هستند.
با این حال، یکی از مشکلات استفاده تمام ساله از باتری‌های روی آبی، تمایل به انجماد در الکترولیت‌های آبی است که در آن‌ها طی آب و هوای سرد استفاده می‌شود. الکترولیت که جریان قدرت بین الکترودها را مدیریت می‌کند، تمایل به یخ زدن دارد و کارآیی آن‌ها را کاهش می‌دهد.
طبق گزارش "South China Morning Post (SCMP)", دانشمندان دانشگاه علوم و تکنولوژی چانگشا در استان هونان چین به این پیشرفت دست یافته‌اند. تیم، پلیمر گیاه کنیاک را با الکترولیت باتری روی-آب مخلوط کردند. هدف از افزودن فیبر کنیاک، کمک به شکستن شبکه پیوندهای هیدروژنی در آب به منظور مختل کردن فرآیند یخ‌زدگی بود.
با این افزودن، باتری حتی در دمای پایین ۱۴ درجه فارنهایت (-۱۰ درجه سانتی‌گراد) عملکرد بهتری نشان داد، به گفته دانشمندان. دانشمندان بیشتر اظهار داشتند که باتری الکترولیت بهبود یافته قادر به کارکردن به مدت بیش از ۸۰۰ ساعت در ۱۴ درجه فارنهایت و تا ۱۲۵۰ ساعت در دمای ۷۷ درجه فارنهایت (۲۵ درجه سانتی‌گراد) بود.
یکی دیگر از مزایای اضافه کردن کنیاک به الکترولیت این بود که جلوی تشکیل ناخواسته دندریت روی در سلول‌ها را گرفت، که چالش عمده‌ای برای سلول‌های روی-آب است. دندریت نوعی کریستال فلزی است که می‌تواند از یک الکترود به دیگری حرکت کند و بالقوه حادثه‌های ناخواستنی را رقم زند.
این به بهبود ظرفیت و عمر باتری کمک کرد و همه این‌ها با هزینه بسیار پایین نیز به دست آمد.
در حالی که غلظت لیتیم در پوسته زمین تنها ۰.۰۰۲ درصد است، روی در طرف دیگر ۰.۰۲ درصد است - 10 برابر بیشتر از لیتیم. این باعث می‌شود روی جایگزینی بهتر و فراوان‌تر برای باتری‌های لیتیم-یون برای وسایل نقلیه الکتریکی، و استفاده‌های دیگر باشد. گزارشی نشان می‌دهد که عرضه فعلی لیتیم ممکن است نتواند به تقاضای رو به افزایش پاسخگو باشد. به همین دلیل، در سال‌های آینده، سازندگان باتری ممکن است با چالش تامین کافی لیتیم برای عملیات‌های خود روبرو شوند.
بنابراین، ساخت باتری‌های روی-آب که می‌توانند حتی در دمای پایین کار کنند پیشرفت بسیار مورد نیازی است. پیشرفت اخیر دانشمندان چینی گامی خوش‌آمد در جهت محقق کردن این واقعیت است.
