ساخت باتری های بادوام خودرو با استفاده از فناوری نانو
تین‌نیوز| محققان با استفاده از نانوکامپوزیت پلیمری موفق به ساخت باتری شدند که بعد از ۳۰ هزار بار شارژ-دشارژ شدن دچار زوال ساختاری نمی‌شود. این ماده می‌تواند صنعت تولید باتری‌های مورد استفاده در خودروهای برقی و هیبریدی را متحول کند.
محققان دانشگاه پنسیلوانیا موفق به ساخت ماده دی الکتریک پلیمری شدند که قابلیت ذخیره انرژی با دانسیته بالا را دارد. این ماده برای ساخت باتری مورد استفاده در خودروهای برقی مناسب است. کلید موفقیت این پروژه، ساختار ساندویچی سه بعدی است که میدان الکتریکی را کامپوزیت سرامیک/پلیمر محافظت می‌کند.
کینگ وانگ از محققان این پروژه می‌گوید: پلیمرها مواد ایده آلی برای ذخیره انرژی هستند. دلیل این امر وزن پایین، استحکام و امکان تولید انبوه این مواد است. با این حال، پلیمر تجاری موسوم به BOPP که درحال‌حاضر در خودروهای برقی و هیبریدی استفاده می‌شود، دوام بالایی در برابر گرما ندارد و نیازمند یک سیستم خنک کننده جانبی است.
این موضوع موجب افزایش وزن خودرو می‌شود. وانگ می‌گوید: ما نشان دادیم که این باتری می‌تواند در دمای بالا به مدت ۲۴ ساعت کار کند و بعد از ۳۰ هزار بار شارژ، هنوز عملکرد اولیه خود را حفظ می‌کند. محققان برای حل این مشکل از فیلم‌های پلیمر دو بعدی BOPP استفاده کردند. این کار موجب افزایش ضریب دی الکتریک و استحکام میدان الکتریکی می‌شود.
هر چند با افزایش مقدار انرژی، بخشی از آن به صورت گرما هدر می‌رود. برای حل این مشکل، محققان به بررسی ساز و کار این فرایند پرداختند و در نهایت این ساختار را به ساندویچی درآوردند که این کار موجب ممانعت از خروج بار الکتریکی از الکترودها می‌شود؛ موضوعی که گرم شدن باتری را در پی دارد.
وجود یک ساختار لایه‌ای در میان این ساختار ساندویچی موجب می‌شود تا دانسیته انرژی بهبود یابد. لایه خارجی از نانوورق‌های نیترید بور تشکیل شده که درون ماتریکس پلیمری قرار گرفته است. از تیتانات باریم نیز به‌عنوان ثابت دی الکتریک استفاده می‌شود.
