به گزارش بیکینگ و به نقل از ایسنا، پژوهشگران مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته کره (KAIST) باتری هیبریدی سدیم-یونی با قدرت بالایی ساختهاند که میتواند فقط در چند ثانیه شارژ شود. این تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور جئونگ کو کانگ از دپارتمان علوم و مهندسی مواد مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته کره، مواد آنُد را که معمولاً در باتریهایی با کاتدهای مناسب برای ابرخازنها استفاده میشوند، یکپارچه کردند. این ترکیب به باتری کمک کرد تا به ظرفیتهای ذخیرهسازی بالا و نرخ شارژ-تخلیه شارژ سریع دست یابد.
این مطالعه نشان میدهد که باتری جدید میتواند گزینه مناسبی برای نسل بعدی باتریها و جایگزین باتریهای لیتیوم-یونی باشد. سدیم تقریباً ۱۰۰۰ برابر فراوانتر از لیتیوم است؛ بنابراین دستگاههای ذخیرهسازی انرژی الکتروشیمیایی سدیم-یون جذابتر و ارزانقیمتتر از ذخیرهسازی انرژی الکتروشیمیایی لیتیوم-یون سنتی هستند.
دستگاه ذخیره انرژی هیبریدی سدیم-یون
سلول کامل مونتاژشده متشکل از آند و کاتد جدید توسعهیافته، دستگاه کارآمد را برای ذخیره انرژی هیبریدی سدیم-یون تشکیل میدهد که از چگالی انرژی باتریهای لیتیوم-یون تجاری موجود در بازار پیش میگیرد. به گفته پژوهشگران، این دستگاه ویژگیهای چگالی توان ابرخازنها را نشان میدهد.
تیم پژوهشی میگوید: توسعه یک باتری هیبریدی با انرژی بالا و چگالی و توان بالا مستلزم بهبود سرعت ذخیره انرژی آهسته آندهای باتری و همچنین افزایش ظرفیت نسبتاً کم مواد کاتدی از نوع ابرخازن است.
در حال حاضر سیستمهای ذخیرهسازی انرژی سدیم-یون موجود ازنظر قابلیت شارژ مجدد ضعیف هستند، زیرا برخلاف چگالی انرژی نسبتا بالا، چگالی توان پایینی دارند؛ اما این باتری میتواند تقاضای فزاینده برای دستگاههای کمهزینه ذخیره انرژی الکتروشیمیایی را با چگالی انرژی بالا و عملکرد طولانیمدت با یکبار شارژ و چگالی توان شارژ سریع برای پاسخگویی به طیف گستردهای از برنامههای کاربردی اعم از دستگاههای الکترونیکی سیار تا وسایل نقلیه الکتریکی برآورده کند.
در حال حاضر، دو نوع سیستم ذخیرهسازی سدیمی شامل باتریهای سدیم-یون (SIBs) و خازنهای سدیم-یون (SIC) موجود است؛ بنابراین پژوهشگران بر روی سلولهای ذخیره انرژی هیبرید سدیم-یون (SIHES) تمرکز کردند. SIHES میتواند از پتانسیل مختلف کاتدهای نوع خازن و آندهای نوع باتری استفاده کند و توجه زیادی را به خود جلب کرده است، زیرا این سیستم ذخیرهسازی در اصل میتواند بهطور همزمان چگالی انرژی بالا و چگالی توان شارژ سریع را ارائه دهد.
به گفته پژوهشگران، SIHES میتواند به چگالی انرژی ۲۴۷ وات بر کیلوگرم و چگالی توان ۳۴ هزار و ۷۴۸ وات بر کیلوگرم دست یابد.
۵۴۵۴
