تبدیل سنگ به باتری، تولید باتری‌های لیتیومی را متحول می‌کند
محمد خوش کلام، عضو ایرانی این تیم تحقیقاتی و پژوهشگر دانشگاه فنی دانمارک کسی است که متوجه وجود یک ماده مناسب برای تبدیل به الکترولیت جامد در سنگ‌های سیلیکاتی شده است.
سیلیکات پتاسیم و سدیم از جمله مواد موجود در سنگ‌های سیلیکاتی هستند که به وفور در کره زمین وجود دارند و به گفته محققان می‌توانند در دمای بالا یون‌ها را گرم کنند. این مواد در برابر رطوبت نیز مقاومت بالایی دارند.
آقای خوش کلام می‌گوید پتانسیل سیلیکات پتاسیم برای استفاده به عنوان الکترولیت جامد پیش از این مشخص شده بود اما به دلایلی مانند مشکلات مربوط به وزن و اندازه یون‌های پتاسیم هیچ‌گاه چنین ایده‌ای عملی نشده بود.
پژوهشگران می‌گویند این ماده جدید به دلیل عدم حساسیت به هوا و رسوبات گزینه بسیار ایده‌آلی برای استفاده در باتری‌هاست و می‌توان آن را به شکل یک لایه ورقه‌ای نازک در باتری قرار داد. از طرفی، چنین سنگ‌های سیلیکاتی در همه جا، از سواحل گرفته تا باغچه منازل وجود دارند.
با وجود اینکه این ماده ارزان‌تر و از نظر محیط‌زیستی بهینه‌تر است، یون‌ها در باتری‌های لیتیومی با الکترولیت مایع یا جامد با سرعت بیشتری از یون‌های موجود در سیلیکات جابجا می‌شوند و این به نظر چالشی در مسیر این ایده است.
با وجود این خوش کلام مدعی است ترفندی برای سرعت بخشیدن به حرکت یون‌ها در سنگ‌های سیلیکاتی نسبت به لیتیوم با الکترولیت مایع خلق کرده است. به گفته وی، با انجام این روش در یک آزمایش مشخص شده که ماده مذکور قابلیت رسانایی بالایی به عنوان یک الکترولیت جامد دارد.
چگونه یک سنگ به باتری تبدیل می‌شود؟
در واقع دانشمندان نوعی الکترولیت جامد ابداع کرده‌اند که بین کاتد و آند در سلول باتری قرار می‌گیرد. این ماده در ابتدا با ترکیبی از پودری مبتنی بر سیلیکات پتاسیم با پیونده‌دهنده و حلال تهیه می‌شود. سپس محلول مذکور در یک غلتک ریخته می‌شود تا یک لایه نازک از آن شکل بگیرد.
ماده نهایی که به شکل ورقه‌های سفید و نازکی خشک می‌شود، به یک جعبه منتقل می‌شود تا در آن به یک سلول باتری با وضعیت جامد همراه آند و کاتد بدل شود.
گفتنی است که با وجود موفقیت‌های این پژوهش، هنوز دانشمندان بر این باورند که تا تولید باتری‌های جامد مبتنی بر سیلیکات پتاسیم و سدیم راه زیادی باقی مانده است.
۲۲۷۲۲۷