بازگشت باتری‌های لیتیوم-فلز

باتری‌های لیتیوم-یون در همه جا هستند، ما آن‌ها را در ابزار، وسایل نقلیه، روبات‌ها و ذخیره‌سازهای انرژی در شبکه مشاهده می‌کنیم. اکنون تولید برق در جهان حدود 160 گیگاوات-ساعت در سال است. این فناوری در سال 2019 جایزه نوبل شیمی را توسط سه توسعه‌دهنده اصلی کسب کرد. با این حال باتری لیتیوم-یون هنوز تا کامل‌شدن فاصله زیادی دارد. این باتری هنوز هم برای کاربردهایی که نیاز به ذخیره طولانی مدت دارند بسیار گران قیمت است و تمایل به آتش گرفتن دارد. اکثر ساختارهای باتری به طور فزاینده‌ای به مواد بکار رفته در تهیه آن، مثل کبالت و نیکل وابسته است. در میان کارشناسان باتری، اجماع نظر این است که باید روزی، گزینه بهتری یافته شود.

باتری لیتیوم فلز در دهه 1970 توسط استنلی ویتینگام، سپس یک شیمی‌دان در اکسون، توسعه یافت. لیتیوم فلزی به‌عنوان ماده باتری جذاب است زیرا به‌راحتی الکترون‌ها و یون‌های لیتیوم با بار مثبت را جاری می‌سازد. اما طراحی ویتینگام برای تجاری‌سازی بسیار دشوار بود: لیتیوم بسیار واکنش‌پذیر است و دی سولفید تیتانیوم که او برای کاتد از آن استفاده می‌کرد گران بود. ویتینگام و سایر محققان گرافیت را به لیتیوم اضافه کردند که به لیتیوم اجازه می‌داد تا واکنش‌پذیریش کاهش یابد و مواد ارزانتری را برای کاتد جایگزین کند. و بنابراین باتری لیتیوم-یون متولد شد. در عین حال، به نظر می‌رسید باتری‌هایی با آندهای لیتیوم فلزی به عنوان یک نکته جالب در راه رسیدن به یون‌های لیتیوم باقی‌مانده‌است.

اما شرکت XNRGI، قصد دارد باتری‌های لیتیوم فلزی را وارد جریان اصلی کند. تیم تحقیق و توسعه آن با قراردادن آن در بستر سیلیکون که با فیلم‌های نازک پوشیده‌شده و با میلیون‌ها سلول کوچک پوشانده شده‌است، توانستند واکنش‌پذیری لیتیوم فلزی را کمتر کنند و بستر سه بعدی سطح آند را در مقایسه با آند سنتی دو بعدی لیتیوم-یون افزایش می‌دهند. مدیرعامل XNRGI، می‌گوید: «هنگامی که شما از لیتیوم فلزی استفاده می کنید، آند XNRGI حداکثر 10 برابر یک آند سنتی گرافیت و لیتیوم ظرفیت دارد».

ادامه مطلب را اینجا مشاهده نمایید.

مترجم: سید محمد شبیری