انقلابی در باتری‌های «روی-هوا» با یک ترکیب شیمیایی غیرقلیایی جدید

در سال‌های اخیر با افزایش تقاضا برای خودروهای برقی روبه‌رو بوده‌ایم که این تقاضا در آینده با افزایش بیشتر نیز همراه خواهد بود. در همین راستا پژوهشگران انواع مختلف باتری را توسعه می‌دهند که یکی از آن‌ها، باتری‌های «روی-هوا» (ZAB) هستند که مشکلات مخصوص به خود را دارند. حالا پژوهشگران با یک ترکیب شیمیایی جدید یکی از مشکلات جدی را برطرف کرده‌اند.

باتری روی-هوا یک چالش بزرگ یعنی ناپایداری را تجربه می‌کند. این باتری‌ها واکنش‌های مخربی مانند تشکیل دندریت و خرابی الکترود هوا دارند که ناشی از استفاده از الکترولیت‌های قلیایی است که نتیجه‌ای جز خرابی باتری ندارد. حالا پژوهشگران توانسته‌اند چنین مشکلی را با استفاده از یک ترکیب شیمیایی جدید غیرقلیایی آبی برطرف کنند.

در این الکترولیت غیرقلیایی از یک ترکیب شیمیایی برگشت‌پذیر به نام «پراکسید روی» استفاده شده که مزایای مختلفی در مقایسه با الکترولیت‌های قلیایی قدرتمند رایج دارد. از جمله این مزایا می‌توان به «آند روی» اشاره کرد که با ثبات شیمیایی بالاتر و برگشت‌پذیری الکتروشیمیایی، کارایی بیشتری دارد.

طبق اعلام یکی از پژوهشگران، باتری‌های‌ روی-هوا کنونی به علت وجود آب، از واکنش اکسایش آهسته ۴ الکترون اکسیژن استفاده می‌کنند. با این حال این تیم با استفاده از یک ترکیب روی-نمک با یک آنیون آبگریز به نام «تری‌فلوئورومتان‌سولفونات»، توانسته آب را از سطح کاتد هوا حذف کند.

پژوهشگران به این موضوع اشاره می‌کنند که این باتری روی-هوا می‌تواند برای ۳۲۰ چرخه و ۱۶۰۰ ساعت در اتمسفر عملکرد پایدار داشته باشد. در حالی که باتری‌های روی-هوا در مقایسه با باتری‌های لیتیوم یونی کنونی مزایای زیادی دارند، این فناوری همچنان به پژوهش‌ها و همچنین بهینه‌سازی‌های بیشتری نیاز دارد.

یکی از چالش‌های کنونی، سیستم مدیریت آب برای استفاده بلندمدت است چرا که کار باتری در یک محیط اتمسفری باز، باعث تبخیر الکترولیت می‌شود.

با توجه به تقاضای بالا برای خودروهای برقی در سال‌های پیش رو و همچنین ورود اپل به این بخش از بازار، آینده برای صنعت باتری روشن به نظر می‌رسد. در آینده با باتری‌هایی با چگالی بالای انرژی روبه‌رو خواهیم شد که با هربار شارژ، برای مسافت زیادی دوام می‌آورند.