توسعه باتری جدید مقاوم در برابر سرمای ۵۰- درجه سانتی‌گراد توسط دانشمندان تگزاس

در دنیای امروز که وابستگی به انرژی الکتریکی رو به افزایش است، چالش‌های ناشی از شرایط آب و هوایی سخت، به‌ویژه سرمای شدید، می‌تواند عملکرد سیستم‌های قدرت و وسایل نقلیه الکتریکی را با اختلال مواجه کند. اما خبر خوش این است که دانشمندان دانشگاه تگزاس گامی بزرگ در این زمینه برداشته‌اند. آن‌ها موفق به توسعه باتری الکتریکی شده‌اند که قادر است در دماهای بسیار پایین، حتی تا منفی ۵۰ درجه سانتی‌گراد، به طور مؤثر به فعالیت خود ادامه دهد.

فناوری نوین در دل سرما

این دستاورد چشمگیر تحت رهبری پروفسور جودی لوتکنهاوس از دانشگاه تگزاس به ثمر رسیده است. نکته حائز اهمیت این است که راندمان باتری‌های الکتریکی در هوای سرد به دلیل پدیده یخ‌زدگی الکترولیت مایع به شدت کاهش می‌یابد. این مشکل، به‌ویژه در مناطق سردسیر، همواره مانعی جدی برای استفاده گسترده از وسایل نقلیه الکتریکی و سایر دستگاه‌های وابسته به باتری بوده است.

پروفسور لوتکنهاوس در این باره توضیح داد: «به عنوان مثال، در طول سرمای بی‌سابقه شیکاگو در سال ۲۰۱۴، باتری‌های وسایل نقلیه الکتریکی قادر به شارژ شدن نبودند. اما باتری جدید ما، به جای مواد معدنی جامد، از الکترولیت غیر یخ‌زننده و پلیمرهای فعال بهره می‌برد که به طور قابل توجهی رسانایی الکتریکی را بهبود می‌بخشد.»

عملکرد بی‌نظیر در آزمایشات

برای سنجش کارایی این باتری پیشرفته، آزمایشاتی دقیق در شرایط مختلف دمایی صورت گرفت. نتایج این آزمایشات حاکی از عملکرد فوق‌العاده آن بود:

• در دمای ۰ درجه سانتی‌گراد، باتری توانست ۸۵ درصد از ظرفیت خود را حفظ کند.
• در دمای بسیار سرد منفی ۴۰ درجه سانتی‌گراد، این باتری همچنان ۵۵ درصد از ظرفیت خود را حفظ کرد.

این در حالی است که عملکرد باتری‌های معمولی به حرکت یون‌ها از طریق الکترولیت بستگی دارد، فرآیندی که با کاهش دما به شدت کند می‌شود. اما فناوری جدید به کار رفته در این باتری، به طور مؤثری این مشکل را برطرف کرده است. علاوه بر این، محققان با استفاده از الیاف کربن به جای جمع‌کننده‌های جریان فلزی، استحکام مکانیکی باتری را افزایش داده‌اند که این امر به کاهش وزن و افزایش قابلیت اطمینان آن نیز کمک شایانی کرده است.

کاربردهای گسترده و آینده‌ای روشن

این پیشرفت فناورانه نویدبخش بهبود عملکرد طیف وسیعی از دستگاه‌ها و تجهیزات است؛ از لوازم الکترونیکی قابل حمل که در زندگی روزمره ما نقش حیاتی دارند، گرفته تا تأسیسات زیرساختی حیاتی مانند شبکه‌های برق. در صورت وقوع طوفان‌های شدید یا امواج سرمای ناگهانی، که ممکن است شبکه‌های برق را مختل کنند، این باتری‌های جدید قادر خواهند بود تا قطعی‌ها را جبران کرده و پایداری انرژی را تضمین کنند.

پروفسور لوتکنهاوس تأکید کرد: «اگر می‌خواهیم یک سیستم انرژی ایجاد کنیم که در تمام شرایط آب و هوایی مقاوم باشد، به روش‌های ذخیره‌سازی انرژی نیاز داریم که تحت تأثیر نوسانات دما قرار نگیرند.»

این نوآوری نه تنها به افزایش پایداری و قابلیت اطمینان سیستم‌های انرژی کمک می‌کند، بلکه راه را برای توسعه فناوری‌های جدید و بهبود کیفیت زندگی در مناطق سردسیر هموار می‌سازد.