استفاده از سدیم برای ساخت باتری های پایدارتر

عنصر لیتیوم به طور گسترده در باتری ها استفاده می شود زیرا منجر به ذخیره انرژی طولانی مدت و پایدار می شود. با این حال، این یک منبع محدود است، بنابراین محققان سخت در تلاش برای شناسایی مواد جایگزین برای استفاده در تولید باتری هستند. با استفاده از منبع نور کانادایی در دانشگاه ساسکاچوان، تیمی از دانشگاه مک گیل اخیرا راهی برای جایگزینی بیشتر لیتیوم موجود در باتری ها با سدیم ارائه کرده اند.

این کار منتشر شده است در مجله انرژی پیشرفته و پایداری تحقیق.

چالش با استفاده از سدیم این است که مواد کاتد زمانی که در معرض هوا قرار می‌گیرند ناپایدار می‌شوند. -ion+batteries/” rel=”tag” class=”textTag”>باتری‌های لیتیوم یون.

“سدیم با دی اکسید کربن و بخار آب در هوا، و کربنات سدیم و سایر محصولات. “آب در واقع می تواند وارد مواد شود و آن را به ساختار کاملاً متفاوتی تبدیل کند که ماده باتری خوبی نیست.”

تیم مک‌کالا از آنچه او «جایگزینی‌های وحشی» می‌نامد استفاده کرد تا به طور همزمان تأثیر ۵۲ عنصر مختلف را بر پایداری باتری سدیم یون آزمایش کند. خط پرتو HXMA در CLS به آنها کمک کرد تا اطلاعات دقیق و موضعی در مورد باتری را پس از استفاده ببینند، و به آنها این امکان را می‌دهد تا بفهمند که چه عناصری در پایدار نگه داشتن باتری در کنار سدیم استفاده می‌شوند.

برای درک کوهستانی از داده‌های خود – که شامل متغیرهای مرتبط به هم بی‌شماری است – تیم مک‌کالا از یادگیری ماشینی، به گفته او، ابزاری قدرتمند برای منطقی کردن مقادیر زیادی از اطلاعات پیچیده است.

مک‌کالا می‌گوید: «ماشین می‌تواند متغیرها را جدا کند. “این می تواند یک تابع پیچیده بنویسد که تمام پارامترهای رقیب را در نظر بگیرد.” این به آنها کمک کرد تا بفهمند چه موادی واقعاً بر عملکرد تأثیر می‌گذارند و کدام متغیرها نقش کمتری دارند.

باطری‌های یون سدیم راه درازی در پیش دارند تا جایگزین باتری‌های لیتیوم یون شوند – به‌ویژه در خودروهای الکتریکی – بنابراین هنوز یک منطقه حیاتی برای تحقیق و کشف است.

مک‌کالا می‌گوید: «مردم بیش از ۴۰ سال است که روی باتری‌های لیتیومی کار می‌کنند، و آنها بسیار خوب هستند. “استفاده از مواد پایدارتر یک هدف عالی است، اما سطح آن بالاست. ما پیشرفت کرده‌ایم، و به کار بسیار سخت برای بهتر کردن این مواد ادامه خواهیم داد.”