از تلفن همراه به انرژی خورشیدی به برق اتومبیل و انسانیت است که به طور فزاینده ای وابسته به باتری. به عنوان تقاضا برای امن و کارآمد و قدرتمند ذخیره سازی انرژی همچنان به افزایش, بنابراین بیش از حد می کند تماس برای گزینه امیدوار کننده به باتری قابل شارژ لیتیوم یون باتری شده اند که فن آوری غالب در این فضا است.

در تحقیقات منتشر شده در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوممحققان از موسسه پلی تکنیک رنسلیر نشان می دهد که چگونه آنها می تواند به غلبه بر یک چالش مداوم شناخته شده به عنوان دندریت ها برای ایجاد یک فلز باتری که انجام می دهد نزدیک به عنوان به خوبی به عنوان یک باتری لیتیوم یون اما متکی پتاسیم — بسیار فراوان تر و ارزان تر عنصر.

باتری شامل دو الکترود — یک کاتد در یک پایان و یک آند ، اگر شما به دنبال در داخل یک باتری یون لیتیوم شما می خواهم به طور معمول به پیدا کردن یک کاتد ساخته شده از اکسید کبالت لیتیوم و یک آند ساخته شده از گرافیت. در طول شارژ و تخلیه لیتیوم یون جریان به عقب و جلو بین این دو الکترود.

در این راه اگر محققان به سادگی به جای لیتیم کبالت اکسید با پتاسیم, کبالت اکسید عملکرد خواهد افت. پتاسیم یک بزرگتر و سنگین تر عنصر و بنابراین کمتر انرژی متراکم. در عوض, Rensselaer تیم نگاه به افزایش پتاسیم عملکرد نیز به جای گرافیت آند با پتاسیم فلز.

“از نظر عملکرد این می تواند رقیب سنتی لیتیوم-یون باتری” گفت: Nikhil Koratkar یک وقف دانشکده مهندسی هوافضا و مهندسی هسته ای در Rensselaer و سرب نویسنده در این مقاله است.

در حالی که فلز باتری نشان داده اند وعده آنها نیز به طور سنتی گرفتار شده است با تجمع سپرده های فلزی به نام دندریت ها در آند. دندریت ها تشکیل شده به دلیل غیر یکنواخت رسوب پتاسیم فلز به عنوان باتری دستخوش تکرار چرخه شارژ و تخلیه. در طول زمان Koratkar توضیح داد: این شرکت از پتاسیم فلز تبدیل شده و تقریبا شعبه مانند.

اگر آنها رشد بیش از حد طولانی آنها در نهایت خواهد شد پیرس عایق غشاء جدا کننده به معنای نگه داشتن الکترودها از دست زدن به هر یک از دیگر و اتصال کوتاه کردن باتری. گرمای ایجاد شده است که یک باتری کوتاه و دارای پتانسیل برای تنظیم الکترولیت آلی درون دستگاه بر روی آتش است.

در این مقاله Koratkar و تیم خود را-که شامل Prateek Hundekar دانشجوی دکتری در Rensselaer و محققان دانشگاه مریلند از جمله Chunsheng وانگ استاد شیمیایی و biomolecular engineering — توضیح دهید که چگونه خود را از راه حل برای این مشکل راه را برای عملی استفاده مصرف کننده. توسط عامل باتری نسبتا بالا شارژ و تخلیه رای آنها می تواند به افزایش حرارت در داخل باتری در یک شیوه ای کنترل شده و تشویق دندریت ها به خود زخم التیام یابد کردن آند.

Koratkar مقایسه روند خود شفا به آنچه اتفاق می افتد به یک توده ای از برف پس از طوفان به پایان رسیده است. باد و خورشید کمک به حرکت تکه کردن تپه از برف و کاهش اندازه آن و در نهایت مسطح آن است.

در یک روش مشابه در حالی که افزایش دما در باتری نخواهد ذوب پتاسیم فلز آن کمک می کند به فعال کردن سطح انتشار بنابراین پتاسیم اتم حرکت پهلو کردن “توده ای” آنها ایجاد کرده اید به طور موثر صاف کردن سنگ درخت وار ،

“با این رویکرد ایده این است که در شب و یا هر زمان که شما با استفاده از باتری شما می توانید یک سیستم مدیریت باتری که اعمال این گرمای موضعی است که می تواند دندریت ها به خود زخم التیام یابد” Koratkar گفت.

Koratkar و تیم خود را قبلا نشان داده یک روش مشابه خود-درمان با لیتیوم فلزی باتری, اما آنها دریافتند پتاسیم فلزی باتری مورد نیاز بسیار کمتر برای تکمیل روند خود شفا. که امیدوار کننده پیدا کردن Koratkar گفت: یعنی پتاسیم فلزی باتری می تواند کارآمد تر و امن و عملی است.

“من می خواهم برای دیدن یک تغییر پارادایم به فلز باتری” Koratkar گفت. “فلز باتری کارآمد ترین راه برای ساخت یک باتری; اما از آنجا که این سنگ درخت وار مشکل آنها نشده اند امکان پذیر است. با پتاسيم من بیشتر امیدوار باشد.”

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de