در سال 2021 دانشمندان موفق به ساخت نمونه‌های اولیه باتری‌هایی شدند که دارای تراکم انرژی بسیار بالاتر و قابلیت شارژ بسیار سریع‌تر نسبت به باتری‌های کنونی هستند و ظرفیت آن‌ها پس از دفعات متعدد سیکل شارژ و دشارژ، همچنان به میزان بالایی حفظ میشود. در ادامه نگاهی به مهم‌ترین دستاوردهای دنیای باتری‌ها در سال 2021 داریم.
در دنیای مدرن امروز - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - در بیشتر وسایل نیازمند به باتری، از باتری‌های - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - لیتیوم یونی استفاده میشود؛ از گوشی - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - و لپ‌تاپ گرفته - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - تا خودروهای برقی و هواپیما؛ با این حال در - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - سال‌های گذشته فناوری‌های جدید و مبتکرانه زیادی در حوزه ساخت باتری با هدف طراحی و ایجاد باتری‌هایی با عملکرد بسیار بهتر نسبت به باتری‌های کنونی مطرح شده‌اند.
برخی دانشمندان ارائه‌دهنده این فناوری‌ها استفاده از مواد جدید در باتری‌ها را پیشنهاد کرده‌اند و برخی دیگر از آن‌ها فناوری‌هایی را مطرح کرده‌اند که بر پایه تغییر کامل ساختار دستگاه‌ها شکل گرفته‌اند.
در این مطلب قصد داریم نگاهی به تعدادی از جذاب‌ترین و جالب‌ترین فناوری‌ها در حوزه ساخت باتری در سال 2021 داشته باشیم.
یکی از روش‌های مطرح‌شده از سوی دانشمندان برای افزایش سرعت - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - شارژ باتری‌ها، استفاده از آند (یکی از دو الکترود مورداستفاده در باتری‌ها) - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - متخلخل است. این نوع طراحی باعث ایجاد فضای تماس بیشتر برای الکترولیت‌های مایع حمل‌کننده یون‌های لیتیومی - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - و راحت‌تر شدن ترکیب یون‌های لیتیومی - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - با سایر مواد باتری میشود که افزایش بسیار زیاد سرعت شارژ باتری را به دنبال دارد.
در نوامبر ۲۰۲۱ دانشمندان دانشگاه توئنته (University of Twente) به - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - روش جدیدی دست یافتند که امید آن‌ها برای استفاده از این فناوری را افزایش داد. آن‌ها موفق شدند - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - با روشی معمول - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - و متداول با استفاده از ماده‌ای - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - به - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - نام نیوبات نیکل، یک آند جدید با ساختاری متفاوت - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - ایجاد کنند. این آند جدید دارای ساختار کریستالی باز و متداول - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - با کانال‌های متعدد است که باعث شده‌اند آند به ماده‌ای مناسب برای انتقال یون‌ها تبدیل شود.
دانشمندان این آند جدید را در یک سلول باتری کامل استفاده کردند و دریافتند که آند جدید سرعت شارژ باتری را 10 برابر سرعت شارژ باتری‌های متداول کرده است؛ بنابراین بهره‌مندی از آند متخلخل فناوری قابل‌توجهی در زمینه ساخت باتری محسوب میشود. در ضمن نیوبات نیکل - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - نسبت به گرافیت که برای ساخت آند باتری‌های متداول امروزی استفاده میشود، تراکم بالاتری دارد؛ - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - بنابراین می‌توان با - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - استفاده از این ماده، باتری‌های تجاری سبک‌تر و کوچک‌تری را تولید کرد.
در زمان استفاده از باتری‌های لیتیوم یونی، چرخه‌ای در آن‌ها آغاز میشود که باعث میشود یون‌ها در بین دو الکترود به‌صورت مستمر به سمت عقب و جلو در حرکت باشند؛ اما تمام یون‌ها چنین حرکتی را کامل نمی‌کنند و در مسیر خود متوقف می‌شوند که باعث میشود توده‌های الکتروشیمیایی غیرفعالی از یون‌ها در باتری ایجاد شود و یون‌های غیرفعال دیگر به الکترودها متصل نمی‌شوند. این توده‌ها ظرفیت - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - ذخیره‌سازی باتری را - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - کاهش می‌دهند و حتی در برخی از مواقع باعث آتش گرفتن باتری می‌شوند.
چند روز پیش دانشمندان دانشگاه استنفورد به - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - روشی دست یافتند که با استفاده از آن نه‌تنها می‌توانند - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - توده‌های غیرفعال یون را بی‌خطر کنند، بلکه می‌توانند آن‌ها را بار دیگر فعال کنند تا عملکرد باتری تقویت شود. - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - اعضای این گروه پژوهشی دریافتند می‌توان با اعمال ولتاژ قوی به یون‌های غیرفعال در حین شارژ باتری، آن‌ها را دوباره فعال کنند و به چرخه بازگردانند. چنانچه این یون‌ها فعال شوند، میتواند دوباره به الکترودها متصل شوند و عملکرد باتری را تا ۳۰ درصد افزایش دهند.
طبق گفته اعضای این گروه پژوهشی - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - این فناوری نیز میتواند همچون فناوری قبلی به افزایش سرعت شارژ باتری‌های کنونی کمک کند یا امکان ساخت - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - باتری‌های شارژی با ظرفیت ذخیره‌سازی بالاتر و عمر بالاتر را فراهم کند.
در - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - ضمن آن‌ها به این نکته - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - اشاره کرده‌اند که مشکل ایجاد توده‌های یون غیرفعال، یکی از مشکلات اساسی در مسیر ساخت باتری‌های لیتیومی فلزی نسل آینده است که انتظار می‌رود ظرفیت ذخیره‌سازی آن‌ها نسبت به باتری‌های لیتیومی کنونی ۱۰ برابر باشد؛ بنابراین این فناوری میتواند زمینه‌ساز ایجاد راه‌حل‌های مؤثر و کاربردی جهت ایجاد معماری و ساختارهای شگفت‌انگیز و ساخت باتری‌های بسیار کاربردی باشد.
یکی از دلایل توجه ویژه دانشمندان به باتری‌های لیتیومی فلزی - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - و تلاش آن‌ها برای ساخت چنین باتری‌هایی در آینده، برخورداری فلز لیتیوم از ظرفیت ذخیره‌سازی بالاتر و تراکم انرژی بالاتر نسبت به گرافیت و مس استفاده‌شده در آندهای - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - مورداستفاده در باتری‌های کنونی است. شین لی (Xin Li) دانشمند علوم ماده دانشگاه هاروارد، با تمام وجود به دنبال ساخت چنین باتری کارآمدی است. او در می - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - ۲۰۲۱ موفق شد باتری جدیدی شبیه به ساندویچ بیکن بسازد که میتواند موانع ساخت مرتبط با پایداری باتری لیتیومی فلزی را که تاکنون مانع ساخت آن‌ها شده است، برطرف کند.
مسائل مرتبط با پایداری باتری، از برآمدگی‌های سوزن شکلی که در هنگام شارژ روی آند باتری‌های فلزی لیتیومی تشکیل میشود و - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - دنتریتی نام دارد، نشئت می‌گیرد. این - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - برآمدگی‌ها نه‌تنها - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - باعث تضعیف عملکرد باتری می‌شوند؛ بلکه در برخی از موارد باعث مختل شدن عملکرد باتری یا حتی آتش گرفتن آن میشود.
لی و همکارانش قصد دارند با استفاده از یک الکترولیت جامد به‌جای الکترولیت مایع این - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - مشکل را برطرف کنند. این دو الکترولیت مایع همچون دو لایه نان ساندویچ روی‌هم قرار می‌گیرند و وضعیت باتری را کنترل می‌کنند. در ضمن دنتریتی‌ها روی این دو لایه الکترولیت قرار می‌گیردن.
ساخت باتری به شکل ساندویچ بیکن میتواند مشکل پر کردن - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - فضای خالی ایجادشده با دنتریت‌ها را برطرف کند. اعضای گروه پژوهشی لی دریافتند باتری ساخته‌شده به شکل ساندویچ میتواند پس از ۱۰ هزار بار سیکل شارژ، همچنان ۸۵ درصد ظرفیت خود را حفظ کند. در ضمن دانشمندان سازنده این باتری وعده داده‌اند که - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - این نوع باتری میتواند جریان را به حدی متراکم کند که روزی شارژ - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - وسایل نقلیه برقی تنها در ۲۰ دقیقه امکان‌پذیر شود.
دانشمندان آمریکایی در اکتبر ۲۰۲۱ به روش جدیدی برای برطرف کردن مشکلات مربوط به پایداری باتری‌های فلزی لیتیومی دست پیدا کردند که در آن از طبیعت الهام گرفته شده است. دانشمندان در این روش نیز برای شارژ باتری به‌جای الکترولیت مایع از الکترولیت جامد استفاده کرده‌اند. پژوهشگران در نخستین مراحل ساخت باتری موردنظر خود از نانورشته‌های سلولوزی به‌دست‌آمده از چوب استفاده کردند.
این نانورشته‌های سلولوزی که به شکل لوله‌های پلیمری میکروسکوپی - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - ایجاد شده‌اند برای ساخت رسانای جامد یون با مس ترکیب شده‌اند. چنین ساختاری باعث شده این لوله‌های میکروسکوپی - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - روزنه‌های کوچکی میان زنجیره‌های پلیمر که به‌عنوان بزرگراه‌های برای انتقال یون‌ها استفاده می‌شوند، ایجاد کنند و یون‌ها به شکل بسیار خوبی انتقال داده شوند. این موضوع به معنای این است که - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - میزان رسانایی این ماده جدید ۱۰ تا ۱۰۰ برابر بیشتر از رساناهای یونی پلیمری است.
این دانشمندان همچنین اذعان کرده‌اند که به دلیل اینکه - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - ضخامت این ماده جدید در حد کاغذ - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - است و انعطاف‌‌پذیری بالایی هم دارد، الکترولیت بهتر میتواند فشار و بار ایجادشده - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - در هنگام شارژ باتری را تحمل و از آسیب دیدن محیط ساختار باتری‌های لیتیومی فلزی جلوگیری کند.
باتری‌های قلیایی فلزی کلر که از دهه ۱۹۷۰ تاکنون استفاده میشود، دارای تراکم انرژی بالایی هستند؛ اما به دلیل برخورداری از - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - ماده کلر با قابلیت واکنش شدید، تنها - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - یک مرتبه می‌توانند شارژ و استفاده شوند؛ اما دانشمندان استنفورد در اوت ۲۰۲۱ به روشی دست یافتند که با استفاده از آن می‌توانند واکنش‌های ایجادشده در این نوع از باتری‌ها را - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - ثابت و پایدار و قابلیت شارژ مجدد را در این باتری‌های دارای تراکم بالا ایجاد کنند.
دانشمندان برای تبدیل کردن این باتری‌ها به باتری‌های شارژی از ماده جدیدی برای ساخت الکترود استفاده کرده‌اند که از کربن متخلخل ایجاد شده است. این ماده مولکول‌های کلر ناپایدار را اسفنجی و - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - آن‌ها را با روشی امن به حالت اولیه خود یعنی سدیم کلر تبدیل میکند تا دشارژ شوند. در بررسی نمونه آزمایشی این باتری که - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - تراکم انرژی آن ۶ برابر باتری‌های لیتیوم یونی امروزی است، مشخص شد که - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - سیکل شارژ آن میتواند تا ۲۰۰ مرتبه تکرار شود.
گروهی از دانشمندان در حال تمرکز روی ماده‌ای به نام الکترولیت بین فازی - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - جامد برای بهبود عملکرد باتری لیتیوم فلزی هستند. این ماده در حقیقت - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - لایه نازکی است که روی آند قرار می‌گیرد و نقش یک نگهبان و ناظر در یک ورودی را ایفا میکند تا ببیند چه مولکولی در حین شارژ وارد الکترولیت میشود و - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - در حقیقت ورود مولکول‌ها را کنترل میکند.
در آند واکنش‌های پیچیده‌ای ایجاد میشود و این واکنش‌ها در طراحی‌های کنونی باتری‌ها، عملکرد الکترولیت‌های بین فازی را تحت تأثیر قرار می‌دهد؛ اما دانشمندان آزمایشگاه ملی شمال‌غربی پسیفیک (Energy’s Pacific Northwest National Laboratory) به راه‌حل جدیدی دست یافته‌اند و - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - موفق شده‌اند نوارهای بسیار باریکی از لیتیوم با عرض ۲۰ میکرون ایجاد کنند که بسیار نازک‌تر یک تار موی انسان هستند.
این رشته‌ها همراه با الکترولیت بین فازی جامد به‌عنوان ماده پایه آند استفاده شدند. آندهای ساخته‌شده با این مواد در مقایسه با آندهایی که دارای رشته‌های ضخیم‌تری هستند، با الکترولیت‌ها بهتر تعامل برقرار می‌کنند؛ زیرا در آندهای دارای رشته‌های ضخیم‌تر لیتیوم، ضخامت بالای رشته‌ها مانع ایجاد واکنش‌های مهم الکتروشیمیایی میشود.
حفظ ۷۶ درصدی ظرفیت ذخیره‌سازی نمونه اولیه سلول باتری کیسه شکل دارای آند تهیه‌شده توسط این - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - دانشمندان پس از بیش از ۶۰۰ بار سیکل شارژ و برخورداری از تراکم انرژی ۳۵۰ وات/کیلوگرم، نشان‌دهنده عملکرد بسیار خوب این آند جدید است. لازم به ذکر است میزان تراکم انرژی در بهترین نوع باتری‌های لیتیوم یونی فعلی، بین ۲۵۰ تا ۳۰۰ وات در کیلوگرم است.
در ماه مارس سال ۲۰۲۱ دانشمندان در حال تلاش برای ساخت باتری جدیدی بودند که قصد داشتند در آن به‌جای - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - الکترولیت مایع از الکترولیت جامد استفاده کنند؛ قبل از آغاز فعالیت‌های پژوهشی این دانشمندان، گروهی دیگری از دانشمندان نیز برای ساخت این نوع جدید باتری جدید تلاش کرده بودند؛ اما موانعی بر سر راه آن‌ها وجود داشت و اکنون این دانشمندان که می خواهند آن‌ها نیز شانس خود را برای ساختن این نوع باتری امتحان کنند، وعده داده‌اند که با طراحی جدید خود موانع اصلی ساخت این باتری‌ها - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - را از سر راه برمی‌دارند.
باتری طراحی‌شده توسط این گروه از دانشمندان مجهز به الکترود نیمه مایع - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - ساخته‌شده از آلیاژ ترکیبی سدیم فسفات است. دانشمندان ماده مورداستفاده برای الکترود جدید خود را شبیه به ماده‌ای می‌دانند که دندان‌پزشکان برای پر کردن دندان از آن استفاده می‌کنند و طبق گفته آن‌ها تغییر شکل و قالب‌گیری این ماده به‌راحتی امکان‌پذیر است.
زمانی که این ماده به الکترونیک جامد متصل میشود، به‌اندازه‌ای محکم است که مانند الکترود ساخته‌شده از مواد سفت و شکننده، ترک برندارد. مواد جدید ایجادشده توسط این دانشمندان از - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - قابلیت خود ترمیمی نیز برخوردار است که مانع - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - ایجاد دندریت‌ها میشود. در ضمن تراکم انرژی باتری‌های ساخته‌شده با این مواد در مقایسه با باتری‌های دارای الکترود جامد، ۲۰ برابر - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - است که امکان شارژ بسیار سریع‌تر این باتری‌ها را فراهم میکند
- تعمیرات یخچال سیلور در شهر گالیکش استان گلستان - تعمیرات یخچال بلومبرگ در شهر گیلان استان گیلان - تعمیرات یخچال سیلور در شهر لاهیجان استان گیلان - تعمیرات یخچال دیپوینت در شهر ماسال استان گیلان - تعمیرات یخچال ایکس ویژن در شهر آوج استان زنجان - تعمیرات یخچال یخساران در شهر کازرون استان فارس - تعمیرات یخچال بلومبرگ در شهر کازرون استان فارس - تعمیرات یخچال دیپوینت در شهر کازرون استان فارس - تعمیرات یخچال یخساران در شهر زنجان استان زنجان - تعمیرات یخچال سیلور در شهر فریمان استان خراسان - تعمیرات یخچال دیپوینت در شهر الوند استان زنجان - تعمیرات یخچال یخساران در شهر هشتپر استان گیلان - تعمیرات یخچال یخساران در شهر الوند استان زنجان - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر کمیجان استان مرکزی - تعمیرات یخچال یخساران در شهر همدان استان همدان - تعمیرات یخچال دیپوینت در شهر رودسر استان گیلان - تعمیرات یخچال بلومبرگ در شهر رودسر استان گیلان - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر فراهان استان مرکزی - تعمیرات یخچال یخساران در شهر شازند استان مرکزی - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر بانه استان کردستان - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر پاوه استان کردستان - تعمیرات یخچال بلومبرگ در شهر شازند استان مرکزی - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر شهرضا استان اصفهان - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر سیاهکل استان گیلان - تعمیرات یخچال دیپوینت در شهر شازند استان مرکزی - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر قروه استان کردستان - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر سنقر استان کردستان - تعمیرات یخچال دیپوینت در شهر قزوین استان زنجان - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر سرعین استان اردبیل - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر چمخاله استان گیلان - تعمیرات یخچال دیپوینت در شهر داراب استان فارس - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر خرمدره استان زنجان - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر خلخال استان اردبیل - تعمیرات یخچال دیپوینت در شهر سقز استان کردستان - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر زرندیه استان مرکزی - تعمیرات یخچال دیپوینت در شهر زنجان استان زنجان - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر رودبار استان گیلان - تعمیرات یخچال الکترو استیل در شهر کهک استان قم - تعمیرات یخچال یخساران در شهر اسالم استان گیلان - تعمیرات یخچال نیکسان در شهر نهاوند استان همدان - تعمیرات یخچال دیپوینت در شهر نمین استان اردبیل - 
