Anonim

يحافظ إلكتروليت الغاز على تشغيل البطاريات شديدة البرودة

طاقة

بن كوكسورث

17 من حزيران 2017

2 صور

يسمح إلكتروليت الغاز المسال لبطاريات الليثيوم بالعمل في درجات حرارة تقل كثيراً عن درجة التجمد (الائتمان: David Baillot / UC San Diego School of Engineering)

من بين المخاوف المختلفة التي يشعر بها الناس بخصوص السيارات الكهربائية ، فإن أحد أكثرها سماعًا هو القلق من أن بطارياتهم لن تنجح في الطقس الشتوي البارد. قد لا يكون هذا الأمر مشكلة في المستقبل شبه القريب ، ولكن العلماء في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو قد أنشأوا نوعًا جديدًا من المنحل بالكهرباء يسمح لبطاريات الليثيوم بالعمل مع "الأداء الممتاز " عند درجات حرارة منخفضة مثل - 60 ºC (-76 ºF). على النقيض من ذلك ، تميل بطاريات الليثيوم - أيون التقليدية إلى الانكماش عند حوالي -20 درجة مئوية (-4 ºF).

بدلاً من المذيبات العضوية السائلة المعتادة ، يتألف المنحل الجديد من غاز فلوروميثان مسيل مضغوط. تسمح لزوجته المنخفضة بحركة أيون عالية وبالتالي توصيل عالي ، حتى في درجات الحرارة شديدة البرودة التي من شأنها تجميد الشوارد السائلة التقليدية. ومع ذلك ، لا تزال البطاريات التي تستخدم الغاز تحتفظ بأداء عالٍ أثناء درجة حرارة الغرفة.

كما يحتوي الإلكتروليت الجديد أيضًا على آلية إيقاف تشغيل طبيعية تمنع "حراري حراري " ، وهي حالة تؤدي فيها سلسلة من التفاعلات السلسلة الكيميائية إلى زيادة سخونة البطارية وإشعال النار فيها. في درجات الحرارة المرتفعة ، يفقد الغاز المسيل قدرته على إذابة الأملاح ، مما يؤدي إلى فقدان البطارية التوصيلية والتوقف عن العمل. بمجرد أن يبرد ، ومع ذلك ، فإنه يبدأ العمل مرة أخرى.

بالإضافة إلى ذلك ، تتفاعل الشوارد السائلة المنتظمة سلبيًا مع بطاريات بطارية الليثيوم المعدني مع مرور الوقت ، مما يقلل من عدد دورات الشحن / التفريغ التي يمكن للبطارية المرور بها - وهذه المشكلة لا تعد مشكلة مع إلكتروليت الغاز. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه لا يسبب تكوين التشعبات ، والتي هي رواسب الليثيوم تشبه إبرة والتي تشكل على أقطاب البطارية ، والتي يمكن أن تسبب البطارية إلى دائرة قصر.

الباحثون في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو يانغ يوشين يانغ (يسار) وسيروس رستوجي (الائتمان: ديفيد بايلوت / جامعة كاليفورنيا سان دييغو جاكوبس للهندسة)

وقد طور العلماء أيضًا إلكتروليتًا للاستخدام في المكثفات الكهروكيميائية المصنوعة من غاز ثنائي فلورو الميثان المسال. يسمح لها بالتشغيل عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى -80 درجة مئوية (-112 درجة فهرنهايت) ، في حين أن الحد الأدنى لدرجة الحرارة الحالية يجلس عند -40 درجة مئوية (-40 ºF).

في نهاية المطاف ، من المؤمل أن البطاريات والمكثفات التي تستخدم هذه المنحلات بالكهرباء يمكن أن تعمل في درجات حرارة منخفضة مثل -100 درجة مئوية (-148 ºF) ، مما يسمح باستخدامها في مسابير الفضاء لاستكشاف الكواكب الخارجية مثل المشتري وزحل.

وقد قاد البحث البروفيسور شيرلي منج وباحثة ما بعد الدكتوراه سايروس روستجي. هو موضح في ورقة التي نشرت هذا الخميس في مجلة العلوم .

المصدر: جامعة كاليفورنيا في سان دييغو

الباحثون في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو يانغ يوشين يانغ (يسار) وسيروس رستوجي (الائتمان: ديفيد بايلوت / جامعة كاليفورنيا سان دييغو جاكوبس للهندسة)

يسمح إلكتروليت الغاز المسال لبطاريات الليثيوم بالعمل في درجات حرارة تقل كثيراً عن درجة التجمد (الائتمان: David Baillot / UC San Diego School of Engineering)

موصى به اختيار المحرر