پایگاه خبری فولاد ایران- محققان دانشگاه درکسل تکنیک جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌تواند به سرعت مکانیسم‌های الکتروشیمیایی دقیقی را که در باتری‌ها و ابرخازن‌های ترکیبات مختلف اتفاق می‌افتد، شناسایی کند. این پیشرفتی است که می تواند طراحی دستگاه های ذخیره انرژی با عملکرد بالاتر را سرعت بخشد.
به گزارش فولاد ایران، شناسایی اینکه چرا برخی مواد در هنگام ذخیره‌سازی انرژی بهتر از سایرین کار می‌کنند، گامی حیاتی برای توسعه باتری‌هایی است که دستگاه‌های الکترونیکی، وسایل نقلیه الکتریکی و شبکه‌های انرژی تجدیدپذیر را تغذیه می‌کنند. محققان دانشگاه درکسل تکنیک جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌تواند مکانیسم‌های الکتروشیمیایی دقیقی را که در باتری‌ها و ابرخازن‌ها با ترکیبات مختلف اتفاق می‌افتد، به سرعت شناسایی کند.
دکتر جان وانگ، دانشیار پژوهشی فوق دکتری در کالج مهندسی، می گوید در حال حاضر، انجام اندازه گیری های مستقیم و مشاهده نحوه عملکرد دستگاه های ذخیره انرژی چالش برانگیز است. اگر بتوانیم ساختار اتمی را به خوبی بررسی کنیم تا بدانیم یون‌ها چگونه و در کجا قرار می‌گیرند، بسیار بهتر خواهد بود. آنگاه شاید بتوانیم ساختاری طراحی کنیم که بتواند تعداد بیشتری از آنها را در خود جای دهد. ما معتقدیم که روشی که ایجاد کرده‌ایم به ما امکان می‌دهد آن اندازه‌گیری‌ها و تنظیمات را انجام دهیم.
سه روش متداول برای جمع شدن یون ها در یک الکترود، در لایه های اتمی آن، روی سطح آن یا بالای سایر یون های موجود در سطح آن است.
هر یک از این ترتیبات دارای مزایا و معایبی در مورد عملکرد باتری یا ابرخازن هستند. ورود به لایه‌های ماده الکترود، یا وارد شدن به آن، به یون‌های بیشتری اجازه می‌دهد تا ذخیره شوند. اتصال و جدا شدن به سطح ماده، که واکنش ردوکس سطحی نامیده می شود، باعث آزاد شدن سریع انرژی می شود.
تحقیقات اخیر نشان می دهد که این مکانیسم های ذخیره انرژی ممکن است همیشه به عنوان واکنش های منظم و گسسته رخ ندهند. تعدادی از واکنش ها با مکانیسم های مخلوط یا میانی رخ می دهد. بنابراین، تشخیص دقیق آنها و درک اساسی آنها برای بهبود عملکرد دستگاه های ذخیره انرژی مهم است.
توانایی تعیین کمیت و ردیابی دقیق یون‌های درون یک الکترود و ردیابی آنها در طول چرخه‌های شارژ-تخلیه، به محققان تصویر بهتری از تمام واکنش‌های در حال وقوع می‌دهد.
روش جدید تیم Drexel راهی برای نظارت بر موقعیت و حرکت یون‌ها از الکترولیت به الکترود در دستگاه ذخیره‌سازی انرژی ارائه می‌کند. رویکرد آنها طیف‌سنجی مرئی فرابنفش (UV-vis) - روشی برای تعیین ترکیب شیمیایی یک ترکیب از طریق نحوه جذب نور - با روشی که جریان الکتریکی را در طول چرخه‌های شارژ-تخلیه اندازه‌گیری می‌کند، به نام ولتامتری چرخه‌ای (CV) ترکیب می‌کند.
اگرچه کاربرد فعلی آن محدود به شفافیت مواد الکترود است، محققان پیشنهاد می‌کنند که این روش می‌تواند جایگزین کم‌هزینه‌ای برای طیف‌سنجی جذب پرتو ایکس باشد. آنها خاطرنشان کردند که این شیوه می تواند توسعه مواد برای ذخیره انرژی، دییونیزاسیون خازنی آب، تحریک الکتروشیمیایی و برداشت انرژی را تسهیل کند.
منبع: Oilprice