محققان یک غشای نازک پلاستیکی ابداع کرده اند که از خالی شدن باتری های شارژی در زمان استفاده نشدن از دستگاه ها جلوگیری کرده و نیز امکان شارژ سریع آنها را فراهم می کند.
به گزارش خبرگزاری دانا، این فناوری که با الهام از نحوه انتقال پروتیین ها در بدن توسط غشای سلول زنده ابداع شده است، چگونگی جریان شارژ را در داخل باتری کنترل می کند و می تواند کاربردهایی در 'ابرخازن ها' پرقدرت خودروهای الکتریکی داشته باشد.
مهندسان دانشگاه ایالتی اوهایو در مقاله ای در مجله Energy & Environmental Science، جزئیات این غشای 'هوشمند' را توضیح داده اند. آنها امیدوارند که این غشاء به توسعه گروه جدیدی از باتری های پرقدرت با قابلیت شارژ سریع به نام 'باتری های ترانزیستور ردوکس' بیانجامد که خودروهای برقی را قادر می سازند تنها با یک بار شارژ، مسافت زیادی را طی کنند.
طرح غشای هوشمند از غشای سلولی در بدن الهام گرفته شده است. غشای سلولی بدن با باز و بسته شدن به سلول ها اجازه می دهد تا عملکردهای بیولوژیکی انجام دهند. روزنه های دیوار سلولی به شارژ الکتریکی مولکول برای انبساط یا انقباض واکنش نشان می دهند و این اصلی است که مهندسان در غشای هوشمند ابداعی خود به کار گرفته اند.
آنها یک پلیمر هادی الکتریکی را با یک فیلتر پلی کربنات مورد استفاده برای آزمایش هوا و آب، ترکیب کردند و سپس با کنترل نحوه رشد زنجیره های پلیمر رسانا در این سطح پلی کربنات، متوجه شدند که می توانند چگالی روزنه ها را در این غشاء کنترل کنند.
زمانی که باتری شارژ و یا خالی از شارژ می شود، پلیمر رسانا منقبض می شود تا این روزنه ها باز شوند و زمانی که این باتری مورد استفاده قرار نمی گیرد، پلیمر برای بسته نگاه داشتن روزنه ها، منبسط می شود.
مهندسان در آزمایش هایی که در محیط آزمایشگاه صورت گرفت، متوجه شدند که غشای ابداعی آنها حقیقتا فرایندهای شارژ و دشارژ را در باتری هایی را که با یون های لیتیوم، سدیم و پتاسیم کار می کنند، کنترل می کنند.
آنها باتری ها را به یک لامپ ال.ایی.دی متصل کردند و به روزنه ها برنامه دادند که بر اساس الگوهای مشخصی باز و بسته شوند.
این غشا به باتری ها اجازه داد تا به صورت عادی کار کنند و در عین حال خالی شدن شار باتری در زمانی که از آن استفاده نمی شد، به صفر رساند.
این فناوری می تواند از خالی شدن شارژ ابرخازن ها که قابلیت تولید انرژی زیاد و شارژ سریع برای برخی از خودروها، اتوبوس ها و ترن های برقی را دارند، جلوگیری کند.
مهندسان دانشگاه ایالتی اوهایو در مقاله ای در مجله Energy & Environmental Science، جزئیات این غشای 'هوشمند' را توضیح داده اند. آنها امیدوارند که این غشاء به توسعه گروه جدیدی از باتری های پرقدرت با قابلیت شارژ سریع به نام 'باتری های ترانزیستور ردوکس' بیانجامد که خودروهای برقی را قادر می سازند تنها با یک بار شارژ، مسافت زیادی را طی کنند.
طرح غشای هوشمند از غشای سلولی در بدن الهام گرفته شده است. غشای سلولی بدن با باز و بسته شدن به سلول ها اجازه می دهد تا عملکردهای بیولوژیکی انجام دهند. روزنه های دیوار سلولی به شارژ الکتریکی مولکول برای انبساط یا انقباض واکنش نشان می دهند و این اصلی است که مهندسان در غشای هوشمند ابداعی خود به کار گرفته اند.
آنها یک پلیمر هادی الکتریکی را با یک فیلتر پلی کربنات مورد استفاده برای آزمایش هوا و آب، ترکیب کردند و سپس با کنترل نحوه رشد زنجیره های پلیمر رسانا در این سطح پلی کربنات، متوجه شدند که می توانند چگالی روزنه ها را در این غشاء کنترل کنند.
زمانی که باتری شارژ و یا خالی از شارژ می شود، پلیمر رسانا منقبض می شود تا این روزنه ها باز شوند و زمانی که این باتری مورد استفاده قرار نمی گیرد، پلیمر برای بسته نگاه داشتن روزنه ها، منبسط می شود.
مهندسان در آزمایش هایی که در محیط آزمایشگاه صورت گرفت، متوجه شدند که غشای ابداعی آنها حقیقتا فرایندهای شارژ و دشارژ را در باتری هایی را که با یون های لیتیوم، سدیم و پتاسیم کار می کنند، کنترل می کنند.
آنها باتری ها را به یک لامپ ال.ایی.دی متصل کردند و به روزنه ها برنامه دادند که بر اساس الگوهای مشخصی باز و بسته شوند.
این غشا به باتری ها اجازه داد تا به صورت عادی کار کنند و در عین حال خالی شدن شار باتری در زمانی که از آن استفاده نمی شد، به صفر رساند.
این فناوری می تواند از خالی شدن شارژ ابرخازن ها که قابلیت تولید انرژی زیاد و شارژ سریع برای برخی از خودروها، اتوبوس ها و ترن های برقی را دارند، جلوگیری کند.
