يوفر إلكتروليت الخشب لبطاريات الجيل الجديد موصلية قياسية

تستخدم بطاريات الليثيوم الحديثة عادةً إلكتروليتًا سائلًا لنقل الأيونات بين اثنتين

الأقطاب الكهربائية، ولكن العلماء يدرسون الصلبةلقد اكتشفت البدائل بعض الاحتمالات المثيرة. ومن بينهم مؤلفو الدراسة الجديدة، الذين استخدموا السليلوز المشتق من الخشب كأساس لأحد هذه الإلكتروليتات الصلبة. فهو سمك الورق ويمكن أن ينحني أو ينثني استجابةً لدورات البطارية.

ما هي عيوب البطاريات الحديثة

واحدة من عيوب الشوارد المستخدمة فيتتميز بطاريات الليثيوم الحديثة بأنها تحتوي على سوائل متطايرة تشكل خطر الحريق في حالة حدوث ماس كهربائي. وفي الوقت نفسه، يمكن تصنيع الإلكتروليتات الصلبة من مواد غير قابلة للاشتعال، مما يجعل الجهاز أقل عرضة لتكوين التشعبات، ويمكن أن يفتح إمكانيات جديدة تمامًا لهندسة البطارية.

العديد من المتينين حتى الآن المتقدمةصُنعت الإلكتروليتات من مواد خزفية ذات كفاءة عالية في توصيل الأيونات ، ولكنها لا تحمل أحمالًا جيدًا أثناء الشحن والتفريغ بسبب هشاشتها. كان العلماء في جامعة براون وجامعة ماريلاند يبحثون عن بديل ومستخدم ليفية السليلوز النانوية الموجودة في الخشب كنقطة انطلاق.

ما يقدمه العلماء

تم توصيل أنابيب البوليمر المصنوعة من الخشبمع النحاس لإنشاء موصل أيوني صلب يتمتع بموصلية تشبه السيراميك وهو أفضل بـ 10 إلى 100 مرة من الموصلات الأيونية البوليمرية الأخرى. وفقًا للفريق، يرجع ذلك إلى أن إضافة النحاس يخلق مساحة بين سلاسل البوليمر السليولوزي لتشكيل "طرق سريعة أيونية"، مما يسمح لأيونات الليثيوم بالسفر بكفاءة قياسية.

وبما أن المادة رقيقة ومرنة ، فإن العلماءتعتقد أنها ستتحمل بشكل أفضل الضغوط الناشئة عن الاستخدام الدوري للبطارية. يزعمون أيضًا أن لديها استقرارًا كهروكيميائيًا للسماح باستخدام أنود معدن الليثيوم وكاثودات عالية الجهد ، أو يمكن أن تعمل كموثق للكاثودات فائقة السُمك في البطاريات عالية الكثافة.

المصدر: brown.edu، طبيعة، نيواتلاس

الرسوم التوضيحية: دانيلو ألفسد

</ p>