بی بدیل پرداز: محققان یک تیم تحقیقات بین المللی نشان دادند که می توان از گرافن برای تنظیم انتقال حرارت بهره برد و با این کار ایمنی باتری ها را ارتقاء داد.
به گزارش بی بدیل پرداز به نقل از مهر، پژوهشگران دانشگاه سوانسی با همکاری دانشگاه صنعتی ووهان چین و دانشگاه شنژن، روشی برای تولید کلکتورهای جریان ارائه کردند که در آن از گرافن استفاده شده و می تواند ایمنی و عملکرد باتری های لیتیوم یون (LIBs) را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.
آن ها نخستین پروتکل موفق برای ساخت فویل های گرافن بدون نقص در مقیاس تجاری را ارائه کردند. این فویل ها رسانایی حرارتی عالی داشته که حدودا ده برابر بیش از کلکتورهای جریان مس و آلومینیوم سنتی موجود در LIB ها است.
دانشمندان توضیح می دهند که روش آنها امکان تولید جمع کننده های جریان گرافنی را در مقیاس و کیفیتی فراهم می آورد که می تواند به آسانی در تولید باتری های تجاری ادغام شود، که نه فقط ایمنی باتری را با مدیریت مؤثر گرما بهبود می بخشد، بلکه چگالی انرژی و طول عمر را نیز می افزاید.
یکی از مهم ترین نگرانی ها در توسعه LIB های پرانرژی، خصوصاً آن هایی که در وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شوند، فرار حرارتی است، فرآیندی خطرناک که در آن گرمای بیش از اندازه منجر به از کار افتادن باتری، اغلب منجر به حریق یا انفجار می شود. جمع کننده های جریان گرافنی که بتازگی طراحی شده اند، با اتلاف مؤثر گرما و جلوگیری از واکنش های گرمازا که منجر به فرار حرارتی می شوند، این خطر را کم می کنند.
این تیم گفت: ساختار گرافن متراکم و هم تراز، مانعی محکم در مقابل تشکیل گازهای قابل اشتعال به وجود می آورد و از نفوذ اکسیژن به سلول های باتری جلوگیری می کند، که برای جلوگیری از خرابی های فاجعه بار بسیار اهمیت دارد.
گفته می شود که این پروسه جدید توسعه یافته یک راهکار مقیاس پذیر است که می تواند فویل های گرافن را در طول های مختلف از چند متر تا مقیاس کیلومتری تولید نماید. پژوهشگران برای اثبات عملکرد این سیسیتم، یک فویل گرافنی به طول ۲۰۰ متر با ضخامت ۱۷ میکرومتر تولید کردند. این فویل حتی بعد از بالاتر از ۱۰۰۰۰۰ بار خم شدن، رسانایی الکتریکی بالای خودرا حفظ می نماید و جهت استفاده در الکترونیک انعطاف پذیر و سایر کاربردهای پیشرفته ایده آل است.
این رویکرد جدید همین طور امکان تولید فویل های گرافنی با ضخامت های قابل تنظیم را فراهم می آورد که می تواند منجر به باتری های کارآمدتر و ایمن تر شود.
این تیم با کوشش های مداوم برای کاهش ضخامت ورق های گرافن و افزایش بیشتر خواص مکانیکی آنها، برای اصلاح این پروسه کار خواهد کرد، همین طور کاربرد این ماده جدید را فراتر از باتری های لیتیوم یون، مانند باتری های جریان ردوکس و باتری های یون سدیم، بررسی خواهدنمود.
منبع: بی بدیل پرداز