به نقل از «خبرگزاری برنا»

افزایش قدرت و طول عمر باتری با حل کردن یک حبه قند!

تاریخ انتشار: ۲۸ تیر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۲۶۳۶۸۴

پژوهشگران کشف کرده‌اند که افزودن شکر به ترکیبات «باتری‌های جریان» می‌تواند قدرت و طول عمر آنها را افزایش دهد.

به گزارش برنا؛ پژوهشگران آزمایشگاه ملی پاسیفیک نورث‌وست(PNNL) دریافته‌اند که حل کردن یک حبه قند در الکترولیت یک باتریِ جریان، حداکثر توان خروجی آن را تا ۶۰ درصد افزایش می‌دهد. علاوه بر این، باتری پس از یک سال چرخه شارژ و تخلیه مداوم، تقریباً به هیچ میزانی ظرفیت خود را از دست نداد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

باتری جریان نوعی سلول الکتروشیمیایی است که در آن انرژی شیمیایی توسط دو جزء شیمیایی حل شده در مایعاتی که از طریق سیستم در طرف‌های جداگانه یک غشاء پمپ می‌شوند، تامین می‌شود. انتقال یون درون سلول(همراه با جریان الکتریکی از طریق یک مدار خارجی) از طریق غشاء رخ می‌دهد، در حالی که هر دو مایع در فضای مربوط به خود گردش می‌کنند. ظرفیت انرژی آن نیز تابعی از حجم الکترولیت و توان آن تابعی از سطح الکترودها است.

تقریبا تمام باتری‌های جریان از آن دسته باتری‌هایی نیستند که انتظار داشته باشیم در خودروها یا لپ‌تاپ‌ها بیابیم. آنها معمولاً برای کارهای ذخیره‌سازی انرژی طولانی مدت و عظیم مناسب هستند، بنابراین در سال‌های اخیر علاقه زیادی به آنها وجود داشته است، زیرا شهرها در تلاش برای هموار کردن تامین انرژی متناوب روزانه و فصلی خود و همچنین توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر هستند.

همانطور که گفته شد، باتری‌های جریان به طور معمول از دو مایع تشکیل شده‌اند که یکی آنولیت و دیگری کاتولیت نام دارد که به طور جداگانه ذخیره می‌شوند، سپس در دو طرف یک غشای انتخاب کننده یون پمپ می‌شوند تا در هنگام نیاز به انرژی، جریان ایجاد کنند. این نوع باتری، مزایای خاصی را به همراه دارد. برای مثال می‌توانید با تعویض الکترولیت تخلیه‌شده با الکترولیت شارژ شده، سیستم خود را شارژ کنید یا می‌توانید آن را با استفاده از برق شبکه برای معکوس کردن چرخه‌ی تخلیه، شارژ کنید.

پژوهشگران آزمایشگاه ملی پاسیفیک نورث‌وست اولین کسانی بودند که سعی کردند قندی به نام بتا-سیکلودکسترین(β-cyclodextrin) را در آنولیت سلول حل کنند، به این امید که به حل مشکلی کاملاً متفاوت کمک کند. آنها انتظار نداشتند که این کار، باتری را تقویت کند.

روژو فنگ نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: ما به دنبال راهی ساده برای حل کردن فلورنول(fluorenol) بیشتر در الکترولیت مبتنی بر آب خود بودیم. بتا-سیکلودکسترین به انجام این کار کمک کرد، اما مزیت واقعی آن توانایی شگفت‌انگیز کاتالیزوری آن بود.

آنها با همکاری پژوهشگران دانشگاه ییل(Yale)، مکانیسم پشت این تقویت را کشف کردند. آنها دریافتند که قند، پروتون‌های با بار مثبت را می‌پذیرد و حرکت الکترون‌های دارای بار منفی را که به سمت و در سراسر غشای سلولی حرکت می‌کنند، متعادل می‌کند.

پژوهشگران پس از کمی تنظیم توانستند سرعت واکنش و در نتیجه سطح توان موثر باتری را تا ۶۰ درصد افزایش دهند.

وی وانگ، پژوهشگر PNNL و از اعضای ارشد این مطالعه گفت: این یک رویکرد کاملاً جدید برای توسعه الکترولیت باتری جریان است. ما نشان دادیم که می‌توانید از نوع کاملاً متفاوتی از کاتالیزور طراحی شده برای تسریع تبدیل انرژی استفاده کنید و علاوه بر این، به دلیل حل شدن آن در الکترولیت مایع، امکان جامد شدن و رسوب سیستم را از بین می‌برد.

هنگامی که توان خروجی بهینه شد، پژوهشگران به سراغ آزمایش دوام و طول عمر رفتند تا ببیند آیا افزودن شکر بر عمر مفید الکترولیت تأثیر می‌گذارد یا خیر.

آنها باتری را به مدت بیش از یک سال به طور مداوم شارژ و تخلیه کردند و در کمال تعجب دریافتند که ظرفیت ناچیزی از باتری از دست رفته است.

شایان ذکر است که باتری‌های جریان معمولاً بسیار بیشتر از باتری‌های لیتیومی دوام می‌آورند، اما با این وجود، پژوهشگران می‌گویند این اولین بار است که یک باتری جریان چنین طول عمری را نشان می‌دهد.

 

آیا این خبر مفید بود؟

نتیجه بر اساس رای موافق و رای مخالف

منبع: خبرگزاری برنا

کلیدواژه: انرژی باتری شکر طول عمر قند باتری های جریان طول عمر

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.borna.news دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری برنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۲۶۳۶۸۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

اثرات تورم بر زندگی مردم با اختصاص سهمیه بنزین به نفر خنثی می شود

کارشناس حوزه سیاست‌گذاری اقتصادی در گفت و گو با خبرنگار قدس گفت: سیاست جدید مربوط به اعطای سهمیه بنزین به نفر می‌تواند به ایجاد یک مکانیزم بازار محور برای توزیع منابع انرژی کمک کند که در آن هر فرد بر اساس تصمیمات شخصی خود در مورد مصرف، فروش یا صادرات، می‌تواند به بهره‌وری اقتصادی خود کمک کند.

اعیانی افزود: این رویکرد نه تنها می‌تواند به استقلال اقتصادی شهروندان کمک کند، بلکه در درازمدت می‌تواند به ایجاد یک بازار داخلی پویا و مقاوم در برابر تحریم‌ها و نوسانات ارزی منجر شود. از طرفی با تغییر سیاست‌های انرژی و اختصاص سهمیه بنزین به افراد به جای خودروها، ایران شاهد تحولات قابل توجهی در صنعت حمل‌ونقل خواهد بود.

وی گفت: این سیاست، که بر پایه‌ی توزیع عادلانه‌تر منابع و افزایش کارایی انرژی استوار است، می‌تواند به نظر نگران‌کننده باشد اما با توجه به منابع وسیع گاز طبیعی و امکان توسعه زیرساخت‌های سی‌ان‌جی (CNG)، مشکلات احتمالی در صنعت حمل‌ونقل به حداقل خواهد رسید.

کارشناس حوزه سیاست‌گذاری اقتصادی تاکید کرد: توسعه زیرساخت‌های CNG به عنوان بخشی از استراتژی کاهش وابستگی به بنزین، نه تنها به تثبیت قیمت حمل‌ونقل کمک خواهد کرد بلکه فرصت‌های جدیدی برای بهبود کارایی انرژی و کاهش هزینه‌های عملیاتی در این صنعت ایجاد می‌نماید. CNG به عنوان جایگزینی برای بنزین، دارای هزینه‌های تولید و توزیع کمتری است و از این رو، می‌تواند به عنوان یک عامل مهم در کنترل هزینه‌های حمل‌ونقل عمل کند.

وی افزود: علاوه بر این، استفاده از CNG به عنوان سوخت خودروهای حمل‌ونقل عمومی و تجاری، مزایای زیست‌محیطی قابل توجهی دارد. گاز طبیعی متان به عنوان اصلی‌ترین جزء CNG، نسبت به بنزین و دیزل، انتشار آلاینده‌های کمتری دارد.

کارشناس حوزه سیاست‌گذاری اقتصادی بیان کرد: این امر منجر به کاهش انتشار دی‌اکسید کربن و دیگر گازهای گلخانه‌ای می‌شود و می‌تواند به بهبود کیفیت هوا و مبارزه با آلودگی شهری کمک کند. از منظر اقتصادی، استفاده گسترده از CNG می‌تواند به کاهش واردات بنزین کمک کرده و منابع مالی صرفه‌جویی شده را به سایر بخش‌های نیازمند اقتصاد اختصاص دهد. این امر به نوبه خود، می‌تواند به استقلال انرژی کشور کمک کرده و آن را در برابر نوسانات قیمت نفت در بازارهای جهانی مقاوم‌تر سازد.بنابراین، با اجرای این سیاست‌ها، نه تنها صنعت حمل‌ونقل متأثر نخواهد شد، بلکه شاهد بهبودهای قابل ملاحظه‌ای در کارایی، هزینه‌ها و محیط زیست خواهیم بود. این تغییرات، زمینه‌ساز محیطی پایدارتر و اقتصادی مقاوم‌تر در برابر چالش‌های آینده خواهد بود.

وی گفت: هدف از تغییرات در حوزه سهمیه بندی بنزین به نفر، کاهش وابستگی کشور به واردات بنزین و بهبود کارآمدی اقتصادی است. با این سیاست، ایران می‌تواند به تدریج به سمت خودکفایی در انرژی حرکت کند و در عین حال، به شهروندان خود امکان دهد که به طور فعال در اقتصاد مشارکت کنند. این استراتژی نه تنها به افزایش استقلال اقتصادی کمک می‌کند، بلکه به عنوان یک راهکار بلندمدت برای بهبود وضعیت اقتصادی و اجتماعی در کشور عمل می‌کند.

به گفته وی، این رویکرد نوآورانه می‌تواند نقطه عطفی در مدیریت منابع انرژی ایران باشد، که نه تنها به کاهش بار اقتصادی ناشی از واردات بنزین کمک می‌کند، بلکه در درازمدت، به ایجاد یک جامعه پایدارتر و مقاوم‌تر در برابر نوسانات اقتصادی منجر خواهد شد. در گذشته نیز، ایران با افزایش قیمت بنزین و ارائه یارانه نقدی به مردم سعی کرد تا از قاچاق سوخت جلوگیری کرده و مصرف بی‌رویه را کاهش دهد. این سیاست با هدف همگام‌سازی قیمت داخلی با قیمت‌های جهانی اجرا شد تا انگیزه‌های قاچاق کاهش یابد. با این حال، به دلیل نوسانات شدید اقتصادی و افزایش تورم، ارزش یارانه‌های نقدی پرداختی پس از مدتی کاهش یافت و نتوانست اثربخشی لازم را در جبران هزینه‌های افزایش یافته داشته باشد.

وی بیان کرد: اما در این رویکرد جدید قیمت گذاری دستوری و یا پرداخت یارانه نقدی ثابت دیگر مطرح نخواهد بود و به جای پرداخت یارانه نقدی، به هر شهروند یک سهمیه مشخص بنزین تعلق خواهد گرفت. این سیاست نه تنها به شهروندان امکان می‌دهد که بنزین خود را بر اساس نیازهای شخصی مصرف کنند، بلکه فرصتی برای فروش یا حتی صادرات سهمیه خود را در صورت تمایل فراهم می‌آورد. این امر می‌تواند به یک بازار داخلی برای تجارت بنزین منجر شود و از این طریق، شهروندان مستقیماً در مزایای تجارت جهانی بنزین شریک شوند.

کارشناس حوزه سیاست‌گذاری اقتصادی تاکید کرد: این تغییر سیاست، در صورت اجرا، می‌تواند تأثیرات مثبتی بر اقتصاد داشته باشد. از یک طرف، با کاهش وابستگی به یارانه‌های نقدی، دولت می‌تواند در برابر نوسانات تورمی مقاوم‌تر باشد. از طرف دیگر، شهروندان نیز با دریافت بنزین به عنوان یارانه، نه تنها در مصرف انرژی اختیار بیشتری خواهند داشت، بلکه می‌توانند به صورت فعال در بازار انرژی مشارکت کنند و از آسیب‌های نوسانات قیمتی در امان باشند.

وی گفت: این سیاست همچنین می‌تواند به کاهش قاچاق سوخت کمک کند، زیرا شهروندان دیگر تمایلی به فروش غیرقانونی سهمیه خود نخواهند داشت، زیرا  قیمت بنزین در بازار داخلی به قیمت‌های جهانی نزدیک خواهد بود و تک تک افراد قادر خواهند بود هر میزان از سهمیه خود را در صورت تمایل از طریق کارگزاری های مجاز به بازارهای بین المللی عرضه کند.

اعیانی افزود: در این طرح، هر فردی که سهمیه بنزین دریافت می‌کند، می‌تواند آن را بر اساس قیمت‌های جاری بازار جهانی به فروش برساند. درآمدهای حاصل از این فروش بر پایه دلار محاسبه و پرداخت می‌شود، بنابراین این درآمدها ارزی به شمار می‌آیند.این مدل مستقیم اقتصادی یک مزیت بزرگ دارد: از آنجایی که این درآمد؛ ارزی است، این درآمد تحت تأثیر کاهش ارزش پول ملی - ریال - قرار نمی‌گیرد. در واقع، با افزایش تورم و کاهش ارزش ریال، این نوع درآمدها نه تنها از ارزش خود نمی‌کاهند، بلکه می‌توانند به افزایش قدرت خرید فرد کمک کنند.

به گفته وی، این امر به ویژه در شرایط اقتصادی ناپایدار که در آن نرخ تورم بالا است، اهمیت زیادی دارد. علاوه بر این، توزیع مستقیم بنزین و امکان فروش آن در بازارهای بین‌المللی، به ایجاد یک بازار داخلی رقابتی و شفاف کمک می‌کند که در آن قیمت‌ها به طور مستقیم تحت تأثیر عوامل بازار جهانی قرار دارند. بنابراین نه تنها باعث کاهش وابستگی به واردات بنزین می‌شود، بلکه امکان استفاده بهینه از منابع داخلی را فراهم آورده و به کاهش فشار بر بودجه دولتی کمک می‌کند. این رویکرد می‌تواند به عنوان یک استراتژی بلندمدت برای بهبود وضعیت اقتصادی و افزایش درآمد مردم در نظر گرفته شود، که نه تنها تاثیرات فوری دارد بلکه پتانسیل تاثیرگذاری بلندمدت در سطح ملی را نیز داراست.

زهرا طوسی