یک تیم از محققان دانشگاه استنفورد با راهنمایی استاد شیمی، پروفسور “هانگجی دای (Hongjie Dai)” یک نوع باتری آلومینیوم-یون (Aluminum-ion) را توسعه داده‌اند که مزایای زیادی را نسبت به باتری لیتیوم-یون (Lithium-ion) که هم‌اکنون در اکثر وسایل الکترونیکی و خودروهای برقی امروزی استفاده می‌شود، دارا است. در ادامه در مورد ویژگی این باتری‌ها بحث می‌شود:

فاقد خطر آتش‌سوزی

باتری آلومینیوم-یون برخلاف باتری لیتیوم-یون که در برخی شرایط منفجر می‌شود، فاقد این ویژگی است. به نقل از پروفسور دای: “باتری‌های لیتیوم-یون تحت شرایط غیرقابل پیش‌بینی در هوا، خودرو یا در جیب شما ممکن است آتش بگیرد.”

این موضوع مهم است چرا که در خودروها یک باتری لیتیوم-یون یک حفاظ سنگین در اطراف خود نیاز دارد تا در هنگام آتش گرفتن باتری، خودرو را از آسیب‌ها محافظت کند. به دلیل این حفاظ، باتری لیتیوم-یون به سیستم سرمایش اختصاصی نیاز دارد که باعث افزایش وزن و هزینه‌ی بیشتری می‌شود. افزایش وزن به این معنی است که سازنده‌های اتومبیل مجبور هستند باتری‌ها و موتورهای بزرگتری را تعبیه کنند تا این خودروها بتوانند این وزن اضافه را تحمل کنند. این موضوع باعث افزایش قیمت خودرو می‌شود.

شارژ سریع

باتری آلومینیوم-یون در زمان خیلی کمتری نسبت به باتری لیتیوم-یون شارژ می‌شود (در برخی از کاربردها در یک دقیقه شارژ می‌شود.). این موضوع برای لپ‌تاپ، کامپیوتر و تلفن‌های همراه مهم است اما این ویژگی در خودروهای هیبریدی و برقی مهم‌تر است.

امروزه یکی از بزرگترین مشکل خودروهای هیبریدی و برقی علاوه بر قیمت، زمان زیاد شارژ باتری آن‌ها است. اگر زمانی که برای شارژ باتری صرف می‌شود، به‌اندازه‌ی زمان موردنیاز برای پرکردن مخزن گاز اتومبیل باشد، یکی از موانع بزرگ استفاده از این وسایل نقلیه‌ی دوستدار محیط زیست از بین می‌رود.

عمر طولانی

یک باتری لیتیوم-یون، معمولاً قبل از اینکه یک باتری جدید جایگزین آن شود، $1000$ سیکل دشارژ را طی می‌کند. اما باتری آلومینیوم-یون دانشگاه استنفورد بعد از $7,500$ سیکل دشارژ، نشانه‌ای از کاهش عملکرد در آن دیده نمی‌شود. یکی از مشکلات اکثر رانندگان خودروهای برقی این است که برای جایگزینی باتری این خودروها باید هزینه‌ی زیادی را بپردازند. اما عمر باتری‌های آلومینیوم-یون دانشگاه استنفورد بیشتر از عمر این خودروها است.

هزینه

فراوانی آلومینیوم از لیتیوم بیشتر است و قیمت آن نیز از لیتیوم کمتر است. این موضوع باعث می‌شود که قیمت این باتری کمتر از باتری لیتیوم-یون باشد و عامل دیگری است تا خودروهای برقی بیشتر موردتوجه قرار بگیرند.

امتیازات زیست‌محیطی

لیتیوم سمی است و باید با مراقبت‌های زیادی دور انداخته شود. اما آلومینیوم غیرسمی است و به‌طور مداوم می‌تواند بازیافت شود. میلیاردها باتری لیتیومی کوچک توان موردنیاز ابزار مکانیکی را تأمین می‌کنند که ما بدون آن‌ها نمی‌توانیم زندگی کنیم و جایگزینی آن‌ها با باتری‌های آلومینیومی، محیط زیست را از خطر این باتری‌های لیتیومی دورانداخته‌شده حفظ می‌کند.

مزایای دیگر این باتری، انعطاف‌پذیری آن است. بنابراین می‌توان آن را برای کاربردهای مختلف به شکل‌های مختلف تبدیل کرد.

معایب

باتری آلومینیوم-یون دانشگاه استنفورد تنها می‌تواند نصف ولتاژ باتری لیتیوم-یون را تأمین کند. به نقل از پروفسور دای :”سرانجام، بهبود مواد کاتد، ولتاژ و چگالی انرژی این باتری را افزایش خواهد داد. برخلاف این موضوع، باتری ما ویژگی‌های باورنکردنی دیگری دارد: الکترودهای ارزان، ایمنی خوب، شارژ سریع، انعطاف‌پذیری و عمرسیکلی طولانی.”

برای دریافت اطلاعات بیشتر لطفاً به مرجع1 مراجعه فرمایید.