🔷 پژوهشگران دانشگاه فلیندرز نمونه اولیه باتری روی-ید آبی را توسعه داده‌اند.
🔷 این باتری در آزمایش‌ها بیش از ۶۰ هزار چرخه شارژ و تخلیه را تحمل کرده است.
🔷 زمان شارژ کامل باتری در برخی شرایط به حدود ۳ دقیقه می‌رسد.
🔷 ساختار جدید باتری مشکل موسوم به «اثر شاتل» را که باعث افت عملکرد می‌شود، کاهش می‌دهد.
🔷 فناوری فعلاً در مرحله نمونه‌سازی قرار دارد و هنوز برای عرضه تجاری آماده نیست.
یکی از مشکلات اصلی باتری‌های روی-ید آبی در گذشته، عمر عملیاتی کوتاه آن‌ها بود. پژوهشگران دانشگاه فلیندرز می‌گویند با توسعه ساختاری جدید توانسته‌اند این مشکل را تا حد زیادی برطرف کنند. نتایج این تحقیق در نشریه Angewandte Chemie منتشر شده است.
این باتری بسته به شرایط کار می‌تواند در محدوده ۱.۳ تا ۱.۴ ولت فعالیت کند. پژوهشگران دو حالت عملکردی را گزارش کرده‌اند:
نرخ افت عملکرد نیز در آزمایش‌ها بسیار پایین گزارش شده و بسته به شرایط، حدود ۰.۰۰۰۱ تا ۰.۰۰۰۳ درصد در هر چرخه بوده است.
باتری‌های روی-ید آبی پیش‌تر با مشکلی به نام اثر شاتل (Shuttle Effect) مواجه بودند. در این فرایند، ترکیبات پلی‌یوداید می‌توانند از جداکننده باتری عبور کنند و به‌مرور باعث کاهش عملکرد و عمر سلول شوند.
پژوهشگران برای مقابله با این مشکل، ساختاری شبیه قفس از سیکلودکسترین (Cyclodextrin) ایجاد کرده‌اند. سیکلودکسترین یک پلیمر ارزان‌قیمت و مشتق‌شده از نشاسته است که در صنایع غذایی و محصولات آرایشی نیز کاربرد دارد.
این ساختار دارای یک بخش بیرونی آب‌دوست و بخش داخلی آب‌گریز است. طراحی مذکور می‌تواند ترکیبات پلی‌یوداید مشکل‌ساز را در خود به دام بیندازد و در زمان مورد نیاز آزاد کند؛ روشی که به کاهش اثر شاتل و افزایش دوام باتری کمک می‌کند.
فناوری جدید باتری روی-ید
باتری‌های مبتنی بر روی از چند جهت می‌توانند جایگزینی جذاب برای فناوری لیتیوم-یون باشند. استفاده از مواد آبی و شیمی مبتنی بر روی می‌تواند خطرات آتش‌سوزی مرتبط با برخی ترکیبات لیتیوم-یون را کاهش دهد و از سوی دیگر، روی ماده‌ای ارزان‌تر و در دسترس‌تر محسوب می‌شود.
پژوهشگران همچنین می‌گویند باتری‌های روی‌محور از نظر انرژی ویژه و چگالی انرژی می‌توانند با باتری‌های لیتیوم-یون رقابت کنند یا حتی در برخی شرایط عملکرد بهتری داشته باشند.
استرالیا حدود ۲۰ تا ۲۸ درصد از ذخایر شناخته‌شده روی جهان را در اختیار دارد. این موضوع می‌تواند در صورت تجاری‌سازی موفق فناوری، فرصت جدیدی برای توسعه زنجیره تأمین داخلی باتری ایجاد کند و وابستگی به زنجیره‌های تأمین لیتیوم-یون تحت سلطه چین را کاهش دهد.
موضوع پسماند باتری نیز اهمیت دارد. استرالیا در حال حاضر سالانه حدود ۳۳۰۰ تن پسماند باتری لیتیومی تولید می‌کند و انتظار می‌رود این رقم تا سال ۲۰۳۶ به بیش از ۱۳۶ هزار تن برسد.
با وجود نتایج امیدوارکننده، فناوری جدید دانشگاه فلیندرز هنوز در مرحله نمونه‌سازی قرار دارد و وارد تولید تجاری نشده است. آزمایشگاه این دانشگاه اعلام کرده با صنعت برای ایجاد یک بستر نمونه‌سازی همکاری می‌کند.
با این حال، تبدیل این فناوری به یک صنعت واقعی به عواملی فراتر از شیمی باتری بستگی دارد؛ از جمله سرمایه‌گذاری برای تولید، توسعه زیرساخت‌های ساخت و میزان استقبال بازار. پژوهش فعلی هنوز پاسخی قطعی برای این چالش‌ها ارائه نمی‌کند.
باتری جدید روی-ید آبی دانشگاه فلیندرز با تحمل بیش از ۶۰ هزار چرخه و امکان شارژ بسیار سریع، یکی از نمونه‌های امیدوارکننده برای توسعه فناوری جایگزین لیتیوم-یون است. استفاده از روی، ساختار جدید مبتنی بر سیکلودکسترین و کاهش اثر شاتل از مهم‌ترین ویژگی‌های این طرح هستند؛ با این حال، تجاری‌سازی و تولید در مقیاس بالا هنوز انجام نشده است.
به نظر شما باتری‌های روی-ید می‌توانند در آینده جایگزین مناسبی برای باتری‌های لیتیوم-یون شوند یا چالش‌های تولید انبوه مانع این تغییر خواهند شد؟
