محققان ایرانی باتری پروتونی توسعه دادند

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، گروهی از محققان دانشگاه RMIT با همکاری پژوهشگران ایرانی تراکم انرژی در باتری های ارزان، قابل شارژ و قابل بازیافت پروتونی را ۳ برابر کرده اند. اکنون این باتری ها می توانند همتایان لیتیوم-یونی خود با ظرفیت تراکم انرژی ۲۴۵Wh/kg را به چالش بکشند.

این گروه از پژوهشگران از مدت ها قبل تحقیقاتی در این زمینه انجام داده اند. در سال ۲۰۱۴ میلادی آنها نمونه اولیه باتری پروتونی مبتنی بر هیدروژن را ابداع کردند.

در حقیقت آنها از روشی متفاوت برای ذخیره هیدروژن استفاده کردند. باتری های پروتونی مانند سلول سوختی معکوس کار می کنند یعنی هنگام شارژ آب را قبول می کنند و یون های هیدروژن با بار مثبت را جدا و اکسیژن را آزاد می کنند.

در حال حاضر بیشتر سلول های هیدروژنی به این یون ها اجازه می دهند تا با گازH2 ترکیب شوند و سپس انرژی را گسترس یا آن را فشرده می کنند. در مرحله بعد گاز به شدت خنک می شود تا به حالت مایع درآید و پس از فراوری بیشتر به آمونیاک تبدیل می شود.

اما در باتری های پروتونی جدید، پروتون هیدروژن به طور مستقیم و آنی در سوراخ هایی در یک الکترود کربنی متخلخل در اسید رقیق ذخیره می شود. خالی کردن شارژ باتری به اکسیژن بستگی دارد و انرژی آزاد شده به شکل آب خواهد بود.

محققان دانشگاه RMIT با همکاری دکتر شاهین حیدری و دکتر سید محمد رضایی نیا در جدیدترین پژوهش خود بنیان های چگونگی عملکرد باتری پروتونی را بررسی کردند تا ایده هایی درباره ارتقای آن را آزمایش کنند. این ایده ها شامل خشک کردن پودر کربن فعال در خلا پیش از آماده سازی الکترود بود تا به این ترتیب آب موجود در ماده از بین برود. دیگر ایده گرمادهی متعادل کل سلول تا ۷۰ درجه سانتیگراد طی عملیات و در نهایت جایگزین کردن لایه انتشار گاز اکسیژن(GDL) با یک لایه فیبر GDL نازک تربود.

جان اندروز محقق ارشد و پروفسور RMIT در بیانیه ای درباره تحقیق می نویسد: باتری که ما توسعه دادیم حجم انرژی به ازای واحد آن با باتری های لیتیوم یونی موجود در بازار قابل مقایسه است اما ایمن تر است و به زمین آسیب کمتری می رساند زیرا منابع زیر زمینی اندک تری در آن به کارگرفته می شود.

علاوه بر آن باتری توسعه یافته ما احتمالا قابلیت شارژ بسیار سریع دارد. منبع اصلی به کار رفته در باتری پروتونی کربن است که در طبیعت به میزان انبوه وجود دارد و در مقایسه با عناصری که در باتری های شارژی به کار می رود مانند لیتیوم، کبالت و وانیدیم بسیار در دسترس تر است.