توسعه باتری جدیدی که با نیوبات نیکل سرعت شارژ را ۱۰ برابر می‌کند

گروهی از محققان هلندی باتری لیتیوم-یون جدیدی ساخته‌اند که از نوعی الکترود خاص با ساختار کریستالی باز و منظم استفاده می‌کند. فناوری این باتری می‌تواند سرعت شارژ باتری‌های موجود را تا ۱۰ برابر افزایش دهد.

دانشمندان دانشگاه «توئنته» هلند معتقدند ماده‌ای به نام نیوبات نیکل را کشف کرده‌اند که می‌تواند جایگزین گرافیت مورد استفاده در ساخت آنود باتری‌ها شود. این ماده برخلاف راهکارهایی که در گذشته ارائه شده بود، دارای ساختار کریستالی باز و منظم با کانال‌های یکسان برای انتقال یون‌هاست.

محققان این آنود نیوبات نیکل را درون یک سلول باتری قرار داده و پس از آزمایش دریافتند که سرعت شارژ آن نسبت به باتری‌های لیتیوم-یون امروزی ۱۰ برابر بیشتر شده است. آن‌ها می‌گویند نیوبات نیکل فشرده‌تر از گرافیت است و تراکم انرژی حجمی بیشتری دارد. در نتیجه، نمونه‌های نهایی باتری‌های نسل بعدی می‌توانند سبک‌تر و کوچک‌تر شوند.

دانشمندان مدعی‌اند که این ماده جدید ظرفیت بالایی دارد و چون تغییر حجم در نیوبات نیکل در حین کار در حالت کمینه است، ۸۱ درصد ظرفیت باتری در طول ۲۰ هزار سیکل حفظ می‌شود. تمام این فرآیندها بدون آسیب زدن به ماده آنود انجام می‌شود. تولید نیوبات نیکل خیلی راحت‌تر از سایر موادی است که از آن‌ها به‌عنوان جایگزین گرافیت نام برده می‌شود.

به گفته پژوهشگران، نتایج این آزمایش‌ها از پتانسیل‌های ذخیره‌سازی انرژی در آنودهای نیوبات نیکل خبر می‌دهد. با این حال، برای ورود این محصولات به بازار هنوز باید مطالعات بیشتری انجام شود و آزمایش‌هایی صورت بگیرد تا خطاهای احتمالی برطرف گردد.

آنود باتری‌های فعلی از گرافیت ساخته شده که در بسیاری از حوزه‌ها خوب عمل می‌کنند اما قادر به پشتیبانی از سرعت‌های شارژ بالا نیستند. دانشمندان پیش‌تر استفاده از ساختارهای متخلخل نانو را پیشنهاد کرده بودند. اما این مواد هم مشکلاتی دارند که مثلا می‌تواند موجب فروپاشی ساختار سلول‌ها در زمان شارژ شود و در عین حال تراکم و ظرفیت باتری‌ها را کاهش دهد.