freepay, Freepay, freepay.ir, فری پی, درگاه پرداخت
تبلیغات
فال, فال های وتار, فال وتار, faal, fal, wtaar, faal wtaar


دانشمندان نمونه‌ی آزمایشی از یک باتری را توسعه داده‌اند که با الهام از آناتومی روده‌ی انسان و با استفاده از رویکرد اطلاعات بیولوژیکی، می‌تواند راه را برای ذخیره‌ی انرژی بیشتر در دستگاه‌های دیجیتالی هموار کند.

این نمونه از باتری نسبت به باتری‌ها‌ی لیتیوم-یونی که در گوشی‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌ها استفاده می‌شود، تا ۵ برابر ظرفیت ذخیره‌ی انرژی بیشتری دارد. جنس این باتری از لیتیوم-سولفور است و با تقلید از عملکرد روده، قادر است چگالی انرژی بیشتری در اختیار تجهیزات الکترونی قرار دهد که ذخیره‌ی انرژی بیشتر باعث می‌شود تولید آن به‌صورت تجاری قابل توجیه باشد.

این تحقیق که توسط تیمی از دانشگاه کمبریج انگلستان انجام یافته است، توانسته به یکی از اشکالات اساسی باتری‌های لیتیوم-سولفور غلبه کند. این گونه باتری‌ها اگرچه چگالی انرژی بیشتری ارائه می‌دهند؛ اما نسبت به باتری‌های یون لیتیوم عمر کمتری دارند و کیفیت خود را با سرعت بیشتری از دست می‌دهند.

زمانی که یک باتری لیتیوم-سولفور تخلیه‌ی شارژ (دشارژ) می‌کند، سولفور موجود در کاتد (الکترود مثبت در باتری)، لیتیوم موجود در آند (الکترود منفی باتری) را جذب می‌کند. این کنش‌ باعث می‌شود مولکول‌های سولفور (گوگرد) به ساختار زنجیر مانندی به اسم پلی‌سولفید (poly-sulphide) تبدیل شوند.

زمانی که این نوع باتری چرخه‌های زیادی از شارژ و دشارژ را تجربه می‌کند، کاتد باتری تحت فشار قرار می‌گیرد و قسمت‌هایی از پلی‌سولفید می‌شکند و وارد الکترولیت باتری می‌شود. گفتنی است الکترولیت، مایعی با رسانایی بالای الکتریکی است که دو الکترود را به هم مرتبط می‌کند. وقتی این اتفاق می‌افتد، پروسه‌ی انحطاط باتری شروع می‌شود و باتری مواد فعال خود را که محل ذخیره‌ی انرژی هستند را از دست می‌دهد و همین‌جا است که آناتومی روده، الهام‌بخش ایده‌ی جدید بوده است.

در بدن انسان، روده‌ی کوچک دارای میلیون‌ها برآمدگی انگشت مانند به نام ویلی (villi) است. این برآمدگی‌ها در سرتاسر دیواره‌های روده وجود دارند و به جذب مواد غذایی هنگام هضم غذا کمک می‌کنند. وجود این برآمدگی‌ها باعث گستردگی بسیار بیشتر سطح روده تا ۳۰ برابر شده است. با استفاده از این اصل، تیم تحقیقاتی نوعی نانو‌سازه‌ی کم‌وزن شبیه ویلی توسعه داده‌اند. زمانی که پلی‌سولفید‌ می‌شکند، توسط برآمدگی‌های نانوسازه گرفتار و از ورود آن به الکترولیت جلوگیری می‌شود.

این سازه‌ ویلی مانند، در واقعی لایه‌‌ای است که توسط سیم‌های بسیار ریز اکسید روی پوشیده شده است. این لایه روی سطوح الکترود‌های باتری قرار می‌گیرد. سپس زمانی که مواد فعال باتری رها می‌شوند، توسط این لایه مهار شده و دسترسی الکتروشیمیایی آن را برای آند و کاتد حفظ می‌کنند که در نتیجه از انحطاط باتری جلوگیری می‌شود. دانشمند مواد شناس، پل کاکسن (Paul Coxon) از دانشگاه کمبریج می‌گوید:

این لایه با این که بسیار کوچک است اما بسیار پراهمیت است. این لایه ما را از تنگنای موجود در مسیر توسعه‌ی باتری‌های بهتر رها کرده است.

افراد زیادی برای سال‌ها روی توسعه‌ی باتری‌های یون لیتیومی کار کرده‌اند، اما در تجاری‌سازی آن به مشکل برمی‌خوردند و مشکل فوق از این امر ناشی می‌شود که بعد از مدتی سولفور در الکترولیت ماده حل شده و ظرفیت باتری کاهش پیدا می‌کند. اما به لطف سازه‌های ویلی شکل، شاید این مشکل برای همیشه حل شده باشد. یکی از محققان، تنگ ژائو (Teng Zhao) در این ارتباط می‌گوید:

این برای اولین بار است که راه‌حل استفاده از یک لایه‌ی شیمیایی با طراحی دقیق و ساختار نانویی برای به دام انداختن و استفاده‌ی مجدد از ماده‌ی فعال باتری هنگام شارژ و دشارژ آن پیشنهاد شده است. با الهام گرفتن از دنیای واقعی، توانسته‌ایم راه‌حلی ارائه کنیم که امیدواریم به توسعه‌ی سریع‌تر باتری‌های نسل بعد کمک کند.

در روند آزمایش‌ها مشخص شد که نمونه‌ی آزمایشی باتری لیتیوم-سولفور جدید؛ بعد از پشت سر گذاشتن ۲۰۰ چرخه‌ی شارژ و دشارژ، تنها ۰.۰۵ درصد از ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی خود را به ازای هر چرخه  از دست می‌دهد که تقریبا با دوام باتری یون لیتیوم برابری می‌کند. لازم است به این نکته اشاره شود که این میزان برای باتری‌های یون لیتیومی برای هر چرخه و بعد از گذشت ۲۰۰ چرخه، برابر ۰.۰۲۵ تا ۰.۰۴۸ درصد است.

محققان می‌دانند که با استفاده نمونه‌ی آزمایشی باتری نسل جدید، تنها ایده‌ی خود را اثبات کرده‌اند و هنوز راه زیادی برای تجاری‌سازی این باتری‌ها پیش رو دارند. ممکن است سال‌ها طول بکشد تا استفاده از باتری‌های لیتییوم-سولفور را در لپ‌تاپ‌ها، گوشی‌های هوشمند و کنسول‌های دستی شاهد باشیم.

اما اکنون می‌دانیم که چگونه این پلتفرم انرژی را پایدار کنیم و پی بردن به چگونگی روند فوق به عنوان قدم بزرگی به شمار می‌رود که ما موفق شده‌ایم به سوی باتری‌های قدرتمند‌تر برداریم؛ باتری‌هایی که ما را از محدودیت‌های باتری‌های یون لیتیومی رها می‌کند. کاکسن در این باره چنین گفته است:

باتری‌های جدید، روشی برای دور زدن مشکلاتی است که با باتری‌های امروزی داریم. همه‌ی ما تا حدودی به دستگاه‌های الکترونیک خود وابسته‌ایم. تنها هدف ما این است کاری کنیم که این دستگاه‌ها بهتر کار کنند تا شاید زندگی برای ما کمی بیشتر خوشایند شود.

منبع : Zoomit ارسال به :
انتشار : سه شنبه ۲ آذر ۱۳۹۵ - ۲۰:۱۲:۱۳ دیده شده : ۴بار نویسنده : admin

آشپزی با الهام آشپزی با لیدی الهام آشپزي با ليدي الهام اشپزی متفاوت با الهام معماری با الهام از طبیعت معماري با الهام از طبيعت سازه های معماری با الهام از طبیعت طراحی معماری با الهام از طبیعت گفتگو با الهام حمیدی مصاحبه با الهام حمیدی مصاحبه جدید با الهام حمیدی طراحی با الهام از طبیعت طراحی با الهام از بیولوژی طبیعی طراحی لباس با الهام از طبیعت طراحی ساختمان با الهام از طبیعت طراحی خانه با الهام از طبیعت طراحی صنعتی با الهام از طبیعت کیف وکفش طراحی شده با الهام از طبیعت معماری با الهام از حیوانات ساختمان با الهام از طبیعت ساختمان هایی با الهام از طبیعت شعر با الهام شعر با اسم الهام شعر با کلمه الهام شعر با واژه الهام شعر با کلمه ی الهام شعر با موضوع الهام از ساختارهای زیستی سیستم عصبی از ساختارگرایی تا پساساختارگرایی از ساختار دنیا از ساختار دنیا اطلاع زیادی ندارم از ساختار تا فرایند اصطلاح از ساختار تا فرآیند از ساختارگرایی تا قصه مثالهایی از ساختار شکست کار مثالی از ساختار شکست کار مثالی برای ساختار شکست کار عکس از ساختمان گوش عکس ساختمان گوش عکس ساختمان گوش انسان عکس ساختمان گوش و چشم عکس از ساختار اتم عکس هایی از ساختار اتم عکس ساختار اتم عکس ساختار اتمی عکس متحرک ساختار اتم منظور از ساختار سازمانی منعطف چیست منظور از ساختار سازمانی منعطف روده انسان چند متر است طول روده انسان چند متر است روده ی انسان چند متر است اندازه روده انسان چند متر است روده های انسان چند متر است روده باریک انسان چند متر است طول روده بزرگ انسان چند متر است روده انسان روده انسان چندمتره کرم روده انسان عکس روده انسان روده کوچک انسان روده باریک انسان انگلهای روده انسان متراژ روده انسان روده های انسان كرم روده انسان درمان کرم روده انسان انواع کرم روده انسان انواع كرم روده انسان کرم های روده انسان کرم در روده انسان درمان كرم روده انسان کرم کدو در روده انسان انواع کرم های روده انسان عکس دل و روده انسان عکس روده بزرگ انسان عکس روده های انسان عکس از روده انسان عکس روده ی انسان عکس روده بدن انسان روده كوچك انسان روده کوچک انسان چند متر است طول روده كوچك انسان اناتومی روده کوچک انسان طول روده کوچک انسان چقدر است اندازه روده باریک انسان طول روده باریک انسان طول روده ی باریک انسان انگلهاي روده انسان انگلهای روده ای انسان انواع انگلهای روده انسان انواع انگلهای روده ای انسان درمان انگلهای روده ای انسان متراژ روده های انسان طول روده های انسان شکل روده های انسان اندازه روده های انسان طول روده های انسان چقدر است پرز های روده انسان مصاحبه با الهام چرخنده توسعه‌ی باتری‌ های کارامدتر با الهام از ساختار روده انسان

دیدگاه شما در مورد این مطلب پس از تایید نویسنده سایت نمایش داده خواهد شد
آخرین مطالب
تبلیغات
آمار وتار
  • تعداد مطالب : ۱۱۸۴۱۲
  • تعداد نظرات : ۳۰۶
  • تعداد حاضران : ۱۸۶
  • آخرین بروزرسانی : ۶ دقيقه قبل
تبلیغات
تبلیغات
آخرین جستجوها