جلوگيري از خالي شدن شارژ باتري ها با يك غشاي هوشمند

به گزارش روز دوشنبه گروه علمي ايرنا از پايگاه اينترنتي فيز دات او آر جي، اين فناوري كه با الهام از نحوه انتقال پروتيين ها در بدن توسط غشاي سلول زنده ابداع شده است، چگونگي جريان شارژ را در داخل باتري كنترل مي كند و مي تواند كاربردهايي در 'ابرخازن ها' پرقدرت خودروهاي الكتريكي داشته باشد.
مهندسان دانشگاه ايالتي اوهايو در مقاله اي در مجله Energy & Environmental Science، جزئيات اين غشاي 'هوشمند' را توضيح داده اند. آنها اميدوارند كه اين غشاء به توسعه گروه جديدي از باتري هاي پرقدرت با قابليت شارژ سريع به نام 'باتري هاي ترانزيستور ردوكس' بيانجامد كه خودروهاي برقي را قادر مي سازند تنها با يك بار شارژ، مسافت زيادي را طي كنند.
طرح غشاي هوشمند از غشاي سلولي در بدن الهام گرفته شده است. غشاي سلولي بدن با باز و بسته شدن به سلول ها اجازه مي دهد تا عملكردهاي بيولوژيكي انجام دهند. روزنه هاي ديوار سلولي به شارژ الكتريكي مولكول براي انبساط يا انقباض واكنش نشان مي دهند و اين اصلي است كه مهندسان در غشاي هوشمند ابداعي خود به كار گرفته اند.
آنها يك پليمر هادي الكتريكي را با يك فيلتر پلي كربنات مورد استفاده براي آزمايش هوا و آب، تركيب كردند و سپس با كنترل نحوه رشد زنجيره هاي پليمر رسانا در اين سطح پلي كربنات، متوجه شدند كه مي توانند چگالي روزنه ها را در اين غشاء كنترل كنند.
زماني كه باتري شارژ و يا خالي از شارژ مي شود، پليمر رسانا منقبض مي شود تا اين روزنه ها باز شوند و زماني كه اين باتري مورد استفاده قرار نمي گيرد، پليمر براي بسته نگاه داشتن روزنه ها، منبسط مي شود.
مهندسان در آزمايش هايي كه در محيط آزمايشگاه صورت گرفت، متوجه شدند كه غشاي ابداعي آنها حقيقتا فرايندهاي شارژ و دشارژ را در باتري هايي را كه با يون هاي ليتيوم، سديم و پتاسيم كار مي كنند، كنترل مي كنند.
آنها باتري ها را به يك لامپ ال.ايي.دي متصل كردند و به روزنه ها برنامه دادند كه بر اساس الگوهاي مشخصي باز و بسته شوند.
اين غشا به باتري ها اجازه داد تا به صورت عادي كار كنند و در عين حال خالي شدن شار باتري در زماني كه از آن استفاده نمي شد، به صفر رساند.
اين فناوري مي تواند از خالي شدن شارژ ابرخازن ها كه قابليت توليد انرژي زياد و شارژ سريع براي برخي از خودروها، اتوبوس ها و ترن هاي برقي را دارند، جلوگيري كند.
علمي**2038**2017