جلوگیری از خالی شدن شارژ باتریها
به گزارش واحد فناوری اطلاعات سایبربان؛ این فناوری که با الهام از نحوه انتقال پروتئینها در بدن توسط غشای سلول زنده ابداعشده است، چگونگی جریان شارژ را در داخل باتری کنترل میکند و میتواند کاربردهایی در ابر خازنها پرقدرت خودروهای الکتریکی داشته باشد.
مهندسان دانشگاه ایالتی اوهایو در مقالهای در مجله Energy & Environmental Science، جزئیات این غشای هوشمند را توضیح دادهاند. آنها امیدوارند که این غشاء به توسعه گروه جدیدی از باتریهای پرقدرت باقابلیت شارژ سریع به نام باتریهای ترانزیستور ردوکس بیانجامد که خودروهای برقی را قادر میسازند تنها با یکبار شارژ، مسافت زیادی را طی کنند.
طرح غشای هوشمند از غشای سلولی در بدن الهام گرفتهشده است. غشای سلولی بدن با باز و بسته شدن به سلولها اجازه میدهد تا عملکردهای بیولوژیکی انجام دهند. روزنههای دیوار سلولی به شارژ الکتریکی مولکول برای انبساط یا انقباض واکنش نشان میدهند و این اصلی است که مهندسان در غشای هوشمند ابداعی خود به کار گرفتهاند.
آنها یک پلیمر هادی الکتریکی را با یک فیلتر پلی کربنات مورداستفاده برای آزمایش هوا و آب، ترکیب کردند و سپس با کنترل نحوه رشد زنجیرههای پلیمر رسانا در این سطح پلی کربنات، متوجه شدند که میتوانند چگالی روزنهها را در این غشاء کنترل کنند.
زمانی که باتری شارژ و یا خالی از شارژ میشود، پلیمر رسانا منقبض میشود تا این روزنهها بازشوند و زمانی که این باتری مورداستفاده قرار نمیگیرد، پلیمر برای بسته نگاهداشتن روزنهها، منبسط میشود.
هندسان در آزمایشهایی که در محیط آزمایشگاه صورت گرفت، متوجه شدند که غشای ابداعی آنها حقیقتاً فرایندهای شارژ و دشارژ را در باتریهایی را که با یونهای لیتیوم، سدیم و پتاسیم کار میکنند، کنترل میکنند.
آنها باتریها را به یک لامپ ال.ایی.دی متصل کردند و به روزنهها برنامه دادند که بر اساس الگوهای مشخصی باز و بسته شوند.
این غشا به باتریها اجازه داد تا بهصورت عادی کار کنند و درعینحال خالی شدن شارژ باتری درزمانی که از آن استفاده نمیشد، به صفر رساند.
این فناوری میتواند از خالی شدن شارژ ابر خازنها که قابلیت تولید انرژی زیاد و شارژ سریع برای برخی از خودروها، اتوبوسها و قطارهای برقی رادارند، جلوگیری کند.
