تلاش مشترک محققان در کره جنوبی منجر به توسعه یک باتری هوشمند یون روی شده است که می تواند رنگ ها را برای نشان دادن فرآیند شارژ و دشارژ آن تغییر دهد.
به گزارش تکناک، با افزایش تعداد دستگاه‌های پوشیدنی که در سراسر جهان استفاده می‌شوند، تقاضا برای راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی هوشمند با ویژگی‌های تغییر رنگ وجود دارد.
این امکان شناسایی سریع وضعیت شارژ دستگاه را فراهم می کند، که می تواند راه را برای حذف نمایشگرهای هر یک از این دستگاه ها هموار کند.
در چنین باتری هایی که قبلا ساخته شده بودند، رسانایی الکترونیکی در دستگاه ها کم بوده است و منجر به کاهش تحرک یون و ظرفیت ذخیره سازی می شود.
این فناوری فقط در دستگاه‌های پوشیدنی کاربرد ندارد، بلکه می‌تواند در دستگاه‌هایی نیز استفاده شود که با کنترل جذب انرژی خورشیدی سعی در کاهش مصرف انرژی برای خنک‌کردن فضای داخلی دارند.
ساخت باتری با راندمان بالا
محقق ایل دو کیم، استاد دپارتمان علوم و مهندسی مواد در موسسه علوم و فناوری پیشرفته کره (KAIST)، تلاش برای توسعه یک باتری یون روی با یک آند پلیمری الکتروکرومیک را انجام داد که با “فاصله گذار پل π” (π-bridge spacer) ساخته شده است.
پیوندهای π تحرک الکترون‌ها را در داخل یک ساختار بهبود می‌بخشد و سرعت حرکت یون و کارایی جذب را افزایش می‌دهد. این به افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی باتری کمک می‌کند.
در باتری‌های توسعه‌یافته توسط محققان، فاصله‌گذار پل π فضای بیشتری را برای حرکت یون‌ها فراهم می‌کرد و بهبود ۴۰ درصدی زمان شارژ را تسهیل می‌کرد. این تیم ظرفیت تخلیه یون روی 110 میلی آمپر بر گرم را ثبت کرد که نسبت به تلاش های قبلی پیشرفت بزرگی داشت.
نتایج نشان داد با تغییر رنگ دستگاه از آبی تیره به شفاف با تخلیه باتری، عملکرد الکتروکرومیک باتری 30 درصد افزایش یافت.این همچنین اولین گزارش از فاصله‌گذار پل π در آند پلیمری در جهان است.
سیستم ذخیره انرژی آینده نگر
دستاوردهای تیم تحقیقاتی به ساخت موفقیت‌آمیز یک باتری یون روی الکتروکرومیک محدود نمی‌شود، بلکه می‌تواند خواص خود را حتی پس از قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض جو و تغییر شکل‌های مکانیکی که در طول زمان رخ می‌دهد، حفظ کند.
علاوه بر این، این تیم همچنین یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی آینده‌نگر را توسعه داده‌اند که ممکن است روزی نه تنها انرژی ابزارهای پوشیدنی را تامین کند، بلکه می‌تواند به کاهش مصرف انرژی نیز کمک کند.
به عنوان مثال، استفاده از مواد بر روی پنجره‌های هوشمند نه تنها به جذب بهتر انرژی خورشیدی کمک می‌کند، بلکه از عبور پرتوهای فرابنفش جلوگیری می‌کند و حتی می تواند جایگزین پرده شود.
ایل دو کیم در بیانیه مطبوعاتی گفت: این تکنیک فراتر از مفهوم موجود باتری‌هایی است که صرفاً به‌عنوان وسایل ذخیره‌سازی انرژی استفاده می‌شوند، و ما انتظار داریم که این فناوری به‌عنوان یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی آینده‌نگر استفاده شود که نوآوری در باتری‌های هوشمند و فناوری‌های پوشیدنی را تسریع می‌کند.
این تحقیق ماه گذشته در مجله Advanced Materials منتشر شد.
