تا حالا شده آرزو کنی گوشیت یا ماشین برقی‌ت هر بار شارژ رو چند روز نگه داره یا حتی با یه بار شارژ بری مسافرت و نگران نشی؟ خب یه خبر خیلی باحال دارم برات! یه تیم دانشمند از آکادمی علوم چین (که یعنی یکی از معتبرترین مراکز علمی چینه) اخیراً یه کشف خفن انجام دادن که می‌تونه باعث شه باتری‌های گوشی و ماشین‌هامون تا سه برابر بیشتر از حالت عادی شارژ نگه دارن!
بیاین قضیه رو از اول و به زبون خودمونی توضیح بدم. باتری‌هایی که الان تو گوشی‌مون اکثراً استفاده میشن، بهشون میگن “باتری لیتیوم-یون”. اینا برای اینکه برق رو جابجا کنن، یه مایع قابل اشتعال توشونه – یعنی یه مایع که اگه ضربه بخوره یا آسیب ببینه می‌تونه آتیش بگیره یا نشت کنه. اما دانشمندای دنیا سال‌هاست دنبال یه راه بهتر بودن و به چیزی رسیدن به اسم “solid-state battery” یا به فارسی خودمونی باتری‌های حالت‌جامد.
باتری‌های حالت‌جامد اون مایع دردسرساز رو ندارن و از جامد استفاده میکنن، که یعنی نه نشت، نه خطر آتیش گرفتن. همچنین این نوع باتری‌ها اجازه میدن از “لیتیوم فلزی خالص” استفاده بشه (لیتیوم فلزی یعنی خالص‌ترین نوع لیتیوم که انرژی خیلی بیشتری نسبت به مدل معمولی توش ذخیره میشه). پس عملاً میتونن دو تا سه برابر بیشتر انرژی تو خودشون جا بدن.
ولی یه مشکل بزرگ همیشه بوده! تو این باتری‌های حالت‌جامد، چون همه‌چی خیلی سفت و محکمه، لایه‌هاشون موقع شارژ و دشارژ (یعنی پر و خالی شدن باتری) باز و بسته میشن و ممکنه لایه‌ها از هم جدا بشن. این اتفاق باعث میشه برق نتونه خوب رد بشه و عمر باتری خیلی کم‌تر بشه.
حالا ایده خفن چینی‌ها چی بوده؟ اومدن یه ماده جدید به باتری اضافه کردن؛ “یون‌های ید”. یون یعنی همون اتم با بار اضافه یا کم، ید هم یه عنصر شیمیاییه (همون ماده‌ای که تو نمک یددار می‌ریزن، ولی خب شکل شیمیاییش فرق داره). این یون‌های ید داخل بخش جامد باتری قرار می‌گیرن. وقتی باتری کار میکنه، این یون‌ها میان روی سطح بین الکترود و الکترولیت (دو بخش اصلی باتری) جمع میشن و یه لایه خیلی نازک حاوی ید می‌سازن.
این لایه چیکار میکنه؟ خیلی باحاله، مثل تعمیرکار اتوماتیک عمل میکنه! هر جا ترک یا سوراخ ریز ایجاد بشه، فوراً یون‌های لیتیوم رو جذب میکنه و اونجا رو خودش ترمیم میکنه. یه جورایی باتری مثل بدن ما که خودش زخم رو ترمیم میکنه، خودش ترک‌هاشو جوش میده تا همچنان همه‌چی محکم و بی‌عیب بمونه.
حالا چرا این موضوع مهمه؟ باتری‌های حالت‌جامد قبلاً فقط با فشار خیلی زیاد (مثلاً پنج مگاپاسکال که میشه تقریباً ۵۰ برابر فشار هوای معمولی!) کار می‌کردن تا لایه‌هاشون جدا نشه. خب این تو عمل اصلاً به درد نمی‌خورد، چون دستگاه باید بسیار سنگین و پیچیده باشه. اما با این کشف جدید، دیگه نیازی به اون همه فشار و تجهیزات بزرگ نیست. باتری خودش خودش رو سفت نگه می‌داره.
طبق تست‌هایی که این گروه انجام دادن، باتری‌هایی که این سیستم خودترمیمی رو داشتن، بعد از صدها بار شارژ و دشارژ همچنان مثل روز اول عالی کار می‌کردن! یعنی اگه واقعاً این تکنولوژی رو گسترش بدن، دیگه باطری گوشی یا ماشین برقی‌ت رو چند سال می‌تونی استفاده کنی بی‌دغدغه ضعیف شدن.
البته یه نکته مهم اینه که همین الآن این تکنولوژی هنوز تو مراحل اولیه‌ست و هنوز باتری‌های بزرگ و خیلی مقاوم (یعنی اونایی که هزاران بار شارژ بشن و کم نیارن) نیاز به آزمایش و توسعه بیشتر دارن. اما متخصصای حوزه باتری مثل “چان‌شنگ وانگ” (استاد باتری از دانشگاه مریلند آمریکا) گفتن این یه گام خیلی بزرگه و می‌تونه سریعاً زمینه‌ساز ساخته شدن باتری‌های حالت‌جامد توی بازار بشه.
اگه همه چی خوب پیش بره و این مدل باتری‌ها تجاری بشن، آینده خیلی باحال خواهد بود: گوشی‌هامون روزها شارژ نگه میدارن، ماشین برقی‌ها یا حتی هواپیماهای برقی میتونن دو یا سه برابر مسافت بیشتری با یه بار شارژ برن. همینطور تولید این باتری‌ها راحت‌تر و ارزون‌تر میشه، چون مواد مصرفی کم‌تر و مراحل ساخت ساده‌تره.
اگه دوست داری بدونی اطلاعات علمی‌شون رو کجا منتشر کردن، این تحقیق تو مجله معتبر Nature Sustainability چاپ شده.
در کل، اگه این تکنولوژی موفق بشه، شاید چند سال دیگه با خیال راحت گوشی رو سر شب به شارژ نزنی و یا دیگه وسط جاده دنبال شارژر ماشین نگردی! واقعا دنیای تکنولوژی شگفت‌انگیزه، نه؟
منبع: +
