به نقل از «ایران اکونومیست»

افزایش قدرت و طول عمر باتری با حل کردن یک حبه قند!

تاریخ انتشار: ۲۵ تیر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۲۳۳۱۸۰

پژوهشگران کشف کرده‌اند که افزودن شکر به ترکیبات «باتری‌های جریان» می‌تواند قدرت و طول عمر آنها را افزایش دهد.

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از نیو اطلس، پژوهشگران آزمایشگاه ملی پاسیفیک نورث‌وست(PNNL) دریافته‌اند که حل کردن یک حبه قند در الکترولیت یک باتریِ جریان، حداکثر توان خروجی آن را تا ۶۰ درصد افزایش می‌دهد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

علاوه بر این، باتری پس از یک سال چرخه شارژ و تخلیه مداوم، تقریباً به هیچ میزانی ظرفیت خود را از دست نداد.

باتری جریان نوعی سلول الکتروشیمیایی است که در آن انرژی شیمیایی توسط دو جزء شیمیایی حل شده در مایعاتی که از طریق سیستم در طرف‌های جداگانه یک غشاء پمپ می‌شوند، تامین می‌شود. انتقال یون درون سلول(همراه با جریان الکتریکی از طریق یک مدار خارجی) از طریق غشاء رخ می‌دهد، در حالی که هر دو مایع در فضای مربوط به خود گردش می‌کنند. ظرفیت انرژی آن نیز تابعی از حجم الکترولیت و توان آن تابعی از سطح الکترودها است.

تقریبا تمام باتری‌های جریان از آن دسته باتری‌هایی نیستند که انتظار داشته باشیم در خودروها یا لپ‌تاپ‌ها بیابیم. آنها معمولاً برای کارهای ذخیره‌سازی انرژی طولانی مدت و عظیم مناسب هستند، بنابراین در سال‌های اخیر علاقه زیادی به آنها وجود داشته است، زیرا شهرها در تلاش برای هموار کردن تامین انرژی متناوب روزانه و فصلی خود و همچنین توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر هستند.

همانطور که گفته شد، باتری‌های جریان به طور معمول از دو مایع تشکیل شده‌اند که یکی آنولیت و دیگری کاتولیت نام دارد که به طور جداگانه ذخیره می‌شوند، سپس در دو طرف یک غشای انتخاب کننده یون پمپ می‌شوند تا در هنگام نیاز به انرژی، جریان ایجاد کنند. این نوع باتری، مزایای خاصی را به همراه دارد. برای مثال می‌توانید با تعویض الکترولیت تخلیه‌شده با الکترولیت شارژ شده، سیستم خود را شارژ کنید یا می‌توانید آن را با استفاده از برق شبکه برای معکوس کردن چرخه‌ی تخلیه، شارژ کنید.

پژوهشگران آزمایشگاه ملی پاسیفیک نورث‌وست اولین کسانی بودند که سعی کردند قندی به نام بتا-سیکلودکسترین(β-cyclodextrin) را در آنولیت سلول حل کنند، به این امید که به حل مشکلی کاملاً متفاوت کمک کند. آنها انتظار نداشتند که این کار، باتری را تقویت کند.

روژو فنگ نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: ما به دنبال راهی ساده برای حل کردن فلورنول(fluorenol) بیشتر در الکترولیت مبتنی بر آب خود بودیم. بتا-سیکلودکسترین به انجام این کار کمک کرد، اما مزیت واقعی آن توانایی شگفت‌انگیز کاتالیزوری آن بود.

آنها با همکاری پژوهشگران دانشگاه ییل(Yale)، مکانیسم پشت این تقویت را کشف کردند. آنها دریافتند که قند، پروتون‌های با بار مثبت را می‌پذیرد و حرکت الکترون‌های دارای بار منفی را که به سمت و در سراسر غشای سلولی حرکت می‌کنند، متعادل می‌کند.

پژوهشگران پس از کمی تنظیم توانستند سرعت واکنش و در نتیجه سطح توان موثر باتری را تا ۶۰ درصد افزایش دهند.

وی وانگ، پژوهشگر PNNL و از اعضای ارشد این مطالعه گفت: این یک رویکرد کاملاً جدید برای توسعه الکترولیت باتری جریان است. ما نشان دادیم که می‌توانید از نوع کاملاً متفاوتی از کاتالیزور طراحی شده برای تسریع تبدیل انرژی استفاده کنید و علاوه بر این، به دلیل حل شدن آن در الکترولیت مایع، امکان جامد شدن و رسوب سیستم را از بین می‌برد.

هنگامی که توان خروجی بهینه شد، پژوهشگران به سراغ آزمایش دوام و طول عمر رفتند تا ببیند آیا افزودن شکر بر عمر مفید الکترولیت تأثیر می‌گذارد یا خیر.

آنها باتری را به مدت بیش از یک سال به طور مداوم شارژ و تخلیه کردند و در کمال تعجب دریافتند که ظرفیت ناچیزی از باتری از دست رفته است.

شایان ذکر است که باتری‌های جریان معمولاً بسیار بیشتر از باتری‌های لیتیومی دوام می‌آورند، اما با این وجود، پژوهشگران می‌گویند این اولین بار است که یک باتری جریان چنین طول عمری را نشان می‌دهد.

این پژوهش در مجله Joule منتشر شده است.

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: باتری ، باتری جریان

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: باتری باتری جریان باتری های جریان باتری جریان طول عمر

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۲۳۳۱۸۰ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

بررسی یک خواب پرطرفدار؛ در طول روز چرت بزنیم یا نه و چقدر؟

چرت زدن برای مدتی کوتاه در یک محیط آرام و استفاده از زنگ هشدار برای اطمینان از بیدارشدن به‌موقع می‌تواند بهره‌وری شما در طول روز را افزایش دهد.

در زندگی مدرن و پرشتاب امروز، یافتن راه‌هایی برای افزایش انرژی و بهره‌وری بسیار مهم است. «چرت زدن» به عنوان یک راه ساده و در عین حال موثر برای دستیابی به این هدف است. گنجاندن چرت‌های کوتاه در برنامه روزانه می‌تواند به میزان قابل توجهی سطح انرژی، عملکرد شناختی و سلامت کلی را افزایش دهد. تحقیقات نشان می‌دهد که چرت زدن‌های کوتاه‌مدت می‌تواند منجر به بهبود حافظه، کاهش استرس، افزایش خلاقیت و ارتقای سلامت قلب و عروق شود. بهترین زمان برای چرت زدن، در اوایل بعد از ظهر است، یعنی درست زمانی که بدن با کاهش طبیعی سطح انرژی مواجه است. کوتاه نگه داشتن مدت چرت‌ها، ایجاد یک محیط آرام و استفاده از زنگ هشدار برای بیدار شدن به موقع، استراتژی‌های کلیدی برای به حداکثر رساندن مزایای چرت‌های روزانه است.

چرت زدن و افزایش بهره‌وری مغز

دانشمندان علوم خواب، اثرات چرت زدن بر مغز و بدن انسان را به طور گسترده مورد مطالعه قرار داده‌اند و تحقیقات پیرامون این موضوع نشان می‌دهد که چرت زدن، بین ۱۰ تا ۳۰ دقیقه، می‌تواند منجر به بهبود عملکرد شناختی، تقویت حافظه و تنظیم خلق و خو شود. این پدیده به نقش چرت زدن در تثبیت خاطرات و پاک کردن اطلاعات اضافی، تمرکز بیشتر و هوشیاری ذهن نسبت داده می‌شود. علاوه بر این، چرت زدن به مغز این امکان را می‌دهد که از فعالیت‌های شناختی مستمر مانند حل مسئله و تصمیم‌گیری رهایی یابد و برای دقایقی استراحت کند. درست مانند ماهیچه‌ها که برای ریکاوری و قوی‌تر شدن به استراحت نیاز دارند، مغز نیز از استراحت‌های کوتاه برای شارژ شدن و بهبود عملکرد بهره می‌برد.

بهترین زمان برای چرت زدن

زمان چرت زدن شما می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر سطح انرژی و بهره‌وری کلی شما داشته باشد. ریتم شبانه‌روزی یا ساعت درونی بدن ما، نقش مهمی در تعیین زمان ایده‌آل برای چرت زدن دارد. کاهش طبیعی سطح انرژی که در اوایل بعدازظهر اتفاق می‌افتد، معمولاً بین ساعت ۱۳ تا ۳ بعد از ظهر، فرصتی مناسب برای چرت زدن است.

توجه داشته باشید چرت زدن دیرهنگام، به خصوص در عصر و ساعات منتهی به شب، می‌تواند با خواب شبانه تداخل داشته باشد، روتین خواب شما را مختل کند و باعث شود به سختی به خواب شبانه فرو بروید یا حتی صبح خواب بمانید و به سختی بتوانید بیدار شوید.

سایر مزایای چرت زدن

چرت زدن، فوایدی فراتر از احساس راحتی و استراحت را ارائه می‌دهد. مهم‌ترین مزایای چرت زدن عبارتند از:

۱) افزایش انرژی و هوشیاری: یکی از مزایای اولیه چرت زدن، افزایش سریع انرژی و هوشیاری است. وقتی یک چرت کوتاه می‌زنیم، به مغزمان اجازه می‌دهیم استراحت کند و دوباره شارژ شود. چرت روزانه، خستگی را کاهش و توانایی ما را برای متمرکز ماندن و بهره‌وری در طول روز افزایش می‌دهد.

۲) تقویت حافظه و یادگیری: چرت زدن با تقویت حافظه و یادگیری مرتبط است. در طول یک چرت، مغز اطلاعات تازه به‌دست‌آمده را پردازش و سازماندهی می‌کند که منجر به حفظ و یادآوری بهتر می‌شود.

۳) کاهش استرس: چرت زدن باعث آزاد شدن انتقال‌دهنده‌های عصبی مانند سروتونین و نوراپی نفرین می‌شود که در کاهش استرس و ایجاد حس آرامش نقش دارند.

۴) بهبود خلاقیت: چرت زدن می‌تواند تفکر خلاق را تحریک کند. هنگامی که ذهن استراحت خوب و کافی داشته باشد، می‌تواند از زوایای مختلف با مسائل و مشکلات روبه‌رو شود و راه‌حل‌های ابتکاری پیدا کند.

برای برخورداری از فواید چرت زدن به این نکات توجه کنید:

الف) کوتاه چرت بزنید: بهتر است مدت زمان چرت‌های روزانه بین ۱۰ تا ۳۰ دقیقه باشد تا از گیجی و اختلال در خواب شبانه جلوگیری شود.

ب) در محیطی آرام چرت بزنید: چرت زدن در فضای آرام و کم‌نور به افزایش کیفیت خواب و مزایای آن کمک می‌کند.

ج) آلارم تنظیم کنید: برای اطمینان از اینکه غرق خواب نشوید و برنامه خواب شبانه‌تان را مختل نکنید، یک زنگ هشدار تنظیم کنید که شما را از چرت زدن بیدار کند.

د) در زمان مناسب چرت بزنید: سعی کنید در اوایل بعدازظهر، بین ساعت ۱ تا ۳ بعد از ظهر چرت بزنید تا با ریتم طبیعی شبانه‌روزی بدن هماهنگ شوید و به طور کامل از مزایای چرت زدن برخوردار شوید.