به نقل از «آنا»

توسعه باتری قطار و هواپیما از برنامه جدید استارت آپ‌ها

تاریخ انتشار: ۱ تیر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۰۴۶۷۸۵

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، هرسام، استاد دانشگاه نورث وسترن و موسس استارت‌آپ ولکسیون (Volexion) آینده‌ای را تصور می‌کند که در آن باتری‌ها می‌توانند انرژی کامیون‌ها برای طی مسافت طولانی و قطار‌های باری و حتی هواپیما‌ها را تامین کنند.

هرسام می‌گوید: فکر می‌کنم هواپیما‌های باتری‌دار درآینده وارد بازار می‌شوند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

اکنون پهپاد‌هایی داریم که با باتری کار می‌کنند. هواپیما‌های بدون سرنشین آشکارا با ۷۴۷ بسیار متفاوت بوده؛ اما گام مهمی در این مسیر هستند. کامیون‌های باتری‌دار اکنون در حال ساخت هستند. قطار‌ها و سپس هواپیما‌ها نیز با باتری کار خواهند کرد.

هیچ یک از این نوآوری‌های انقلابی با باتری‌های لیتیوم یونی که اکنون در بازار موجود هستند، اتفاق نمی‌افتد. باتری‌های فعلی نه تنها شارژ کافی برای تأمین انرژی خودرو‌های دوربرد را ندارند؛ بلکه ساعت‌ها طول می‌کشد تا دوباره شارژ شوند، به مرور زمان ظرفیت خود را از دست می‌دهند و وقتی خارج از محدوده پایداری خود قرار می‌گیرند حتی می‌توانند شعله‌ور شوند.

باتری‌های لیتیوم یونی از سه جزء تشکیل شده‌اند: آند (یون‌های لیتیوم را در هنگام شارژ نگه می‌دارد)، کاتد (یون‌های لیتیوم را در هنگام تخلیه نگه می‌دارد) و الکترولیت (یون‌های لیتیوم را انتقال می‌دهد). همان‌طور که باتری شارژ و تخلیه می‌شود، یون‌ها به عقب و جلو حرکت می‌کنند. هنگامی که باتری در حال استفاده است، یون‌ها از آند به کاتد می‌روند. هنگامی که باتری شارژ می‌شود، یون‌ها از کاتد به آند بر می‌گردند.

مشکلات معمولاً در سطح مشترک ناپایدار بین الکترولیت و کاتد رخ می‌دهد. برای دادن چگالی انرژی بالا به باتری، کاتد در ولتاژ‌های بالا کار می‌کند، ولتاژ‌های بالاتر از توان الکترولیت، الکترولیت را تخریب می‌کند و باعث ایجاد لایه‌ای در سطح کاتد می‌شود. این فیلم مانعی برای یون‌ها ایجاد می‌کند که تلاش می‌کنند به عقب و جلو حرکت کنند و باعث می‌شود ظرفیت باتری در طول زمان کم شود. اگر محفظه باتری آسیب ببیند، خرابی فاجعه بارتر از جمله آتش گرفتن باتری ممکن است رخ دهد.

هرسام اضافه کرد: این یک وضعیت ناپایدار است که در آن انواع واکنش‌های شیمیایی ناخواسته رخ می‌دهد. این واکنش‌های شیمیایی منجر به تجزیه الکترولیت شده و ورود و خروج لیتیوم به کاتد یا آند را سخت‌تر می‌کنند. فیلم روی سطح کاتد میزان ذخیره لیتیوم و سرعت شارژ و تخلیه را به خطر می‌اندازد. تخریب الکترولیت همچنین می‌تواند باعث مشکلات ایمنی شود که در تراکم انرژی بالا مورد نیاز برای کار با وسایل نقلیه بزرگ حتی شدیدتر می‌شود.

هرسام که متخصص مواد دو بعدی است، به این فکر می‌کرد که آیا می‌تواند با پوشاندن کاتد باتری با یک لایه محافظ گرافنی، تخریب ناخواسته را مهار کند. وقتی او این تکنیک را بررسی کرد، نتیجه چشمگیر بود.

روش او با کپسوله‌سازی موفقیت‌آمیز کاتد، منجر به تولید باتری پرانرژی شد که برد رانندگی خودرو‌های الکتریکی را افزایش می‌دهد، ایمنی را ارتقا می‌بخشد، پایداری را بهبود می‌بخشد و هزینه را کاهش می‌دهد. باتری هرسام نه تنها دو برابر باتری‌های معمولی دوام می‌آورد؛ بلکه در مقایسه با فناوری‌های پیشرفته ۳۰ درصد تراکم انرژی و ۴۰ درصد چگالی توان بیشتری دارد.

کاتد یک ماده یکپارچه نیست بلکه مجموعه‌ای از ذرات در ابعاد میکرونی است که به صورت یک لایه متراکم فشرده شده است. شاید در مهم‌ترین نوآوری خود، استارت آپ ولکسیون کشف کرده که چگونه هر ذره را با یک لایه از گرافن بپوشاند.

هرسام بیان کرد: به این ترتیب گرافن را دقیقاً در جایی که می‌خواهیم به کار گرفتیم. اگر مقدار زیادی گرافن در محلول وجود داشته باشد، روی هم جمع می‌شود و دانه‌های بزرگی را تشکیل می‌دهد. شما تا حد امکان گرافن کمتری می‌خواهید. در غیر این صورت، فقط وزن باتری را افزایش داده‌اید.

انتهای پیام/

منبع: آنا

کلیدواژه: استارت آپ باتری لیتیومی الکترولیت چگالی انرژی بالا هواپیما ها باتری ها یون ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت ana.press دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «آنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۰۴۶۷۸۵ 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:

نسل جدید خودروهای برقی چین در راه بازار

تین نیوز

خودروسازان در چین در حال ساخت نسل جدیدی از خودروهای برقی بزرگتر، از نظر فناوری پیشرفته و رقابتی هستند که با افزایش صادرات در سراسر جهان، تهدیدی است که از رقبای جهانی خود جلوتر خواهند بود.

به گزارش تین نیوز به نقل از ایسنا، ده ها شرکت خودروسازی فعال در چین قصد دارند امسال ۷۱ مدل خودروی برقی باتری دار جدید را به فروش برسانند. بسیاری از مدل های جدید کاپوت های بلندتر برای ظاهری جلب توجه کننده و فضای ذخیره سازی بیشتر دارند. خودروها تایرهای بزرگتری دارند که ترمز را بهبود می بخشد. صندلی ها ضخیم تر و راحت تر هستند. باتری ها کوچک تر، قوی تر و سریع تر شارژ می شوند. این تغییرات با هدف جذابیت بیشتر خودروها برای مشتریان در چین و رقابتی تر در خارج از کشور انجام شده است.

چین همچنین با فناوری و قوانین خودروهای خودران پیش می رود. مقامات این هفته ترتیبات امنیتی داده ها را برای وسایل نقلیه خودمختار توانمندتر تصویب کردند. آنها خودروهای تسلا، شرکت آمریکایی خودروهای الکتریکی را که در چین نیز خودرو می سازد و می فروشد، و همچنین پنج تولیدکننده چینی، از جمله بی وای دی، رقیب اصلی تسلا در جهان، و نیو، بازیگر قدیمی در بخش خودرو چین، تأیید کردند.

این مصوبات نشان دهنده اشتیاق دولت چین برای پیشبرد توسعه وسایل نقلیه خودران است که به طور گسترده به عنوان محوری برای رقابت آتی در صنعت خودرو دیده می شود. این فناوری بیشتر با خودروهای برقی باتری دار سازگار است تا با خودروهای پلاگین هیبریدی یا خودروهای بنزینی و شرکت های چینی در تلاش هستند تا به تسلا، رهبر این سیستم ها برسند.

خودروسازان چینی سرمایه گذاری زیادی روی نرم افزارهای کمک راننده انجام داده اند. فرانک وو، معاون طراحی در Jiyue گفت ماشین الکتریکی «در حال تبدیل شدن به یک ربات روی چرخ است».  باتری های بهتر و کاهش هزینه ها پشتوانه فشار چین برای تولید خودروهای الکتریکی است. کانتمپ، شرکت قطعات خودروی چینی مستقر در جنوب شرقی چین و بزرگترین تولید کننده باتری خودروهای الکتریکی در جهان، هفته گذشته در نمایشگاه خودرو پکن اعلام کرد که شارژ ۱۰ دقیقه ای جدیدترین باتری آن، برد ۵۹۵ کیلومتری را به همراه خواهد داشت. به گفته این شرکت، یک شارژ کامل ۳۰ دقیقه ای می تواند مسافت ۹۹۸ کیلومتری را داشته باشد.

پیشرفت ها به این معناست که سازندگان وسایل نقلیه می توانند از باتری های کوچک تر استفاده کنند، فضای داخلی خودروها را آزاد کنند، یا می توانند باتری را در همان اندازه نگه دارند و به برد بیشتری دست یابند. بیشتر فضای اضافی به صندلی های عقب بزرگتر با فضای پای بیشتر اختصاص می یابد. وانگ تان، مدیر کل طراحی اکسپنگ، تولیدکننده خودروهای الکتریکی چینی، گفت ما تمرکز بیشتری روی صندلی عقب خواهیم داشت و می خواهیم آن را جذاب تر کنیم.

سازندگان وسایل نقلیه الکتریکی معمولاً سبک نگه داشتن خودروها را در اولویت قرار می دادند، زیرا وزن آن چیزی است که بیشتر برای اینکه یک خودرو تا چه حد می تواند پیش از نیاز به شارژ مجدد حرکت کند، اهمیت دارد اما باتری های قوی تر اکنون به خودروهای الکتریکی اجازه می دهند طویل تر و سنگین تر شوند. کریس توماسون، معاون طراحی نیو گفت قسمت های جلویی بزرگ تر ظاهری مجلل ایجاد می کند که تحسین بسیاری از خریداران از وسایل نقلیه کاربردی اسپرت را به همراه دارد.

خودروسازان چینی نیز از طرح هایی با مزیت های بیشتر استقبال می کنند، مانند سدان دنزا Z۹GT که در نمایشگاه پکن توسط بی وای دی ارائه شد. آنها از آلومینیوم سبک وزن اما پرهزینه دور می شوند و خودروهایی با نسبت بالاتری از آلیاژهای فولادی سنگین تر اما ارزان تر می سازند. بسیاری به جای خودروهایی که فقط با باتری کار می کنند، خودروهای پلاگین هیبریدی می خرند، اگرچه بازارهای هر دو هنوز در چین در حال رشد است.

جنرال موتورز و فورد موتور بخش عمده ای از بازار خود را در چین طی پنج سال گذشته از دست داده اند. فورد امسال تصمیم گرفت بر موستانگ های بسیار متفاوت، مجهز به موتورهای پنج لیتری V-۸ بنزینی و چهار لوله اگزوز تمرکز کند.

آخرین اخبار حمل و نقل را در پربیننده ترین شبکه خبری این حوزه بخوانید