تاریخ:
بامزهترین لحظات پپ گواردیولا در نشستهای خبری 
درس هفتاد و هشت
ژاپنیها باتریهایی با قابلیت خود ترمیمی ساختند
دانشمندان ژاپنی اخیراً موفق به توسعه باتریهایی با طول عمر بالا و قابلیت خودترمیمی شدند.
به گزارش ایسنا، طول عمر و ظرفیت ذخیره سازی دو اصل مهم در باتریها هستند. امروزه در دنیا از باتریها در موارد گوناگونی استفاده میشود بنابراین رقابت جدی میان دانشمندان برای توسعه باتریهایی با قابلیت بالا وجود دارد.
مهندسان "دانشگاه توکیو" (University of Tokyo) ژاپن در مطالعهای دریافتهاند اگر باتریها با مادهای موسوم به "اکسید ردکس اکسید اکسیژن " (Na ۲ RuO ۳) ساخته شوند، قابلیتهای آنها بسیار افزایش مییابد.
کاهش ظرفیت ذخیره سازی
امروزه ما "باتریهای لیتیوم یون" (batteries lithium-ion) و "باتریهای سدیم" (sodium batteries) داریم. اگرچه هر دو نوع باتری قدرتمند هستند، چرخههای تکراری شارژ کردن و استفاده از آنها میتوانند به طور قابل توجهی با طول عمر آنها مرتبط باشد و ظرفیت ذخیره سازی آنها را در طول زمان کاهش دهد.
اما مهندسان دانشگاه توکیو برای این مشکل، چاره اندیشیده و موفق به توسعه باتریهایی با قابلیت خود ترمیمی شده اند. پروفسور "آتسو یامادا" (Atsuo Yamada) و تیم او موفق به طراحی و توسعه باتریهای خاصی شدهاند که نه تنها طول عمر آنها زیاد است بلکه دارای ظرفیت بالایی نیز هستند.
باتریها معمولاً از لایههای مواد فلزی تشکیل شدهاند. با شارژ و تخلیه شارژ باتری، این لایهها شروع به تخریب میکنند و شکافهایی به نام "نقص پشته سازی" (stacking faults) ایجاد میکنند.
این نقص، توانایی باتری برای ذخیره سازی و نگه داشتن شارژ را کاهش میدهد. علت این اتفاق به این دلیل است که مواد توسط یک نیروی ضعیف به نام "نیروی واندروالسی" (Van der Waals force) نگه داشته میشوند.
نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای قطبی با نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای غیرقطبی باهم تفاوت دارند. معمولاً نیروهای بین مولکولی به نام نیروهای واندروالسی معروفند. وجود این نیروها در بین مولکولها باعث میشود که یک ترکیب جامد مولکولی شکل معینی داشته باشد و با غلبه بر این نیروها بتوان آن را به حالت مایع درآورد. اتمها در مولکولها توسط پیوندهای کووالانسی کنار هم نگه داشته شدهاند.
این نیرو به راحتی توسط فشار بر روی باتریها در هنگام شارژ و استفاده از آن متوقف میشود. با این حال، یامادا و همکارانش مواد جدیدی را توسعه دادهاند که میتوانند در برابر این فشار، مقاومت کند.
نیروی واندروالسی
آنها طی این مطالعه دریافتند اگر باتری با یک ماده موسوم به "اکسید ردکس اکسید اکسیژن " (Na ۲ RuO ۳) ساخته شود، نه تنها تخریب چرخه شارژ و تخلیه شارژ کاهش مییابد، بلکه لایهها نیز خود را تعمیر میکنند. این به این دلیل است که "اکسید ردکس اکسید اکسیژن" با نیرویی به نام "جاذبه کولومیک" (coulombic attraction) که به مراتب قویتر از نیروی واندروالسی است، کنار یکدیگر قرار میگیرند.
یامادا در انتها افزود: توسط این روش نه تنها طول عمر باتریها افزایش مییابد بلکه دیگر تخریب نمیشوند چرا که توسط این ماده قابلیت خود ترمیمی خواهند داشت. افزایش تراکم انرژی باتری اهمیت زیادی برای تحقق حمل و نقل الکتریکی دارد.
به گزارش ایسنا، طول عمر و ظرفیت ذخیره سازی دو اصل مهم در باتریها هستند. امروزه در دنیا از باتریها در موارد گوناگونی استفاده میشود بنابراین رقابت جدی میان دانشمندان برای توسعه باتریهایی با قابلیت بالا وجود دارد.
مهندسان "دانشگاه توکیو" (University of Tokyo) ژاپن در مطالعهای دریافتهاند اگر باتریها با مادهای موسوم به "اکسید ردکس اکسید اکسیژن " (Na ۲ RuO ۳) ساخته شوند، قابلیتهای آنها بسیار افزایش مییابد.
کاهش ظرفیت ذخیره سازی
امروزه ما "باتریهای لیتیوم یون" (batteries lithium-ion) و "باتریهای سدیم" (sodium batteries) داریم. اگرچه هر دو نوع باتری قدرتمند هستند، چرخههای تکراری شارژ کردن و استفاده از آنها میتوانند به طور قابل توجهی با طول عمر آنها مرتبط باشد و ظرفیت ذخیره سازی آنها را در طول زمان کاهش دهد.
اما مهندسان دانشگاه توکیو برای این مشکل، چاره اندیشیده و موفق به توسعه باتریهایی با قابلیت خود ترمیمی شده اند. پروفسور "آتسو یامادا" (Atsuo Yamada) و تیم او موفق به طراحی و توسعه باتریهای خاصی شدهاند که نه تنها طول عمر آنها زیاد است بلکه دارای ظرفیت بالایی نیز هستند.
باتریها معمولاً از لایههای مواد فلزی تشکیل شدهاند. با شارژ و تخلیه شارژ باتری، این لایهها شروع به تخریب میکنند و شکافهایی به نام "نقص پشته سازی" (stacking faults) ایجاد میکنند.
این نقص، توانایی باتری برای ذخیره سازی و نگه داشتن شارژ را کاهش میدهد. علت این اتفاق به این دلیل است که مواد توسط یک نیروی ضعیف به نام "نیروی واندروالسی" (Van der Waals force) نگه داشته میشوند.
نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای قطبی با نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای غیرقطبی باهم تفاوت دارند. معمولاً نیروهای بین مولکولی به نام نیروهای واندروالسی معروفند. وجود این نیروها در بین مولکولها باعث میشود که یک ترکیب جامد مولکولی شکل معینی داشته باشد و با غلبه بر این نیروها بتوان آن را به حالت مایع درآورد. اتمها در مولکولها توسط پیوندهای کووالانسی کنار هم نگه داشته شدهاند.
این نیرو به راحتی توسط فشار بر روی باتریها در هنگام شارژ و استفاده از آن متوقف میشود. با این حال، یامادا و همکارانش مواد جدیدی را توسعه دادهاند که میتوانند در برابر این فشار، مقاومت کند.
نیروی واندروالسی
آنها طی این مطالعه دریافتند اگر باتری با یک ماده موسوم به "اکسید ردکس اکسید اکسیژن " (Na ۲ RuO ۳) ساخته شود، نه تنها تخریب چرخه شارژ و تخلیه شارژ کاهش مییابد، بلکه لایهها نیز خود را تعمیر میکنند. این به این دلیل است که "اکسید ردکس اکسید اکسیژن" با نیرویی به نام "جاذبه کولومیک" (coulombic attraction) که به مراتب قویتر از نیروی واندروالسی است، کنار یکدیگر قرار میگیرند.
یامادا در انتها افزود: توسط این روش نه تنها طول عمر باتریها افزایش مییابد بلکه دیگر تخریب نمیشوند چرا که توسط این ماده قابلیت خود ترمیمی خواهند داشت. افزایش تراکم انرژی باتری اهمیت زیادی برای تحقق حمل و نقل الکتریکی دارد.
لینک کوتاه: کپی لینک
موتورهای دیزلی چه معایبی دارند؟ نکاتی که کمتر شنیدهاید چربی شکم و کمبود ویتامین دی؛ ترکیبی مرگبار که خطر مرگ را بیش از دو برابر میکند این علائم به شما میگوید کمبود یُد دارید/ ۱۰ نشانه شایع کمبود ید در بدن اسرار واکنش عجیب مغز به صداهای روزمره/ چطور یکصدای کاملا معمولی برای مغز غیرقابلتحمل میشود معبد زیرزمینی ژاپن چگونه سیلاب را از حومه توکیو دور میکند؟(+عکس) مریم مومن: زاپاس عشقی نمی شوم نجات ۳ مسافر گرفتار در غار یخی چما چهارمحال و بختیاری مشاور قالیباف: سران قوا تصمیم گرفتهاند قیمت بنزین افزایش نیابد دیدار پزشکیان با سید حسن خمینی سقاب اصفهانی: فعلا هیچگونه تصمیمی مبنی بر تغییر قیمت بنزین نداریم/ اعداد اعلامی برای گرانی بنزین واقعی نیست خروج قطار مسافربری از ریل در انگلیس ادعای تازه اسرائیل؛ طرح ترور وزیر جنگ خنثی شد حمله توپخانهای عربستان به روستاهای شمال یمن باران شیشه افقی و دو غروب خورشید؛ عجیب ترین جهان های کشف شده در فضا! شرط ایتالیا برای لغو تعلیق شنگن با اسپانیا