پژوهشگران ماده جدیدی را بر پایه سیلیکات‌های سنگی کشف کرده‌اند که می‌تواند در آینده جانشین لیتیوم در باتری‌های خودروهای الکتریکی شود.

این ماده می‌تواند به گسترش انواع جدیدی از دستگاه‌های ذخیره انرژی پشتیبانی کند که می‌توانند مقرون به صرفه‌تر و غیر حساس به رطوبت باشند.

به حرف های محققان، این سیلیکات‌های سنگی را می‌توان در سنگ‌های معمولی که در همه جا یافت خواهد شد، اشکار کرد.

محمد خوش‌کلام پژوهشگر دانشگاه فنی دانمارک دریافت که مواد مبتنی بر سیلیکات‌های سنگی می‌توانند برای یک الکترولیت حالت جامد مناسب باشند.

سیلیکات‌های پتاسیم و سدیم اجزای راه اندازی دهنده سیلیکات‌های سنگی و از زیاد‌ترین مواد معدنی روی زمین می باشند. به حرف های خوش‌کلام، این ماده در دماهای گرم می‌تواند یون‌ها را هدایت کند و به رطوبت نیز حساس نیست.

پتانسیل سیلیکات پتاسیم به گفتن یک الکترولیت حالت جامد

محمد خوشکلام می‌گوید: پتانسیل سیلیکات پتاسیم به گفتن یک الکترولیت حالت جامد از دیرباز شناخته شده می بود، اما به نظر من به علت چالش‌هایی که با وزن و اندازه یون‌های پتاسیم وجود دارد، نادیده گرفته شده است. چرا که این یون‌ها بزرگ می باشند و به این علت کندتر حرکت می‌کنند.

به حرف های پژوهشگران، این سیلیکات‌های سنگی را می‌توان در سنگ‌های معمولی که در سواحل‌ یا باغ‌ها می‌بینیم، اشکار کرد.

مزیت قابل دقت این ماده تازه عدم حساسیت آن به هوا و رطوبت است. این ویژگی اجازه می‌دهد تا آن را در یک لایه نازک کاغذ در باتری قالب‌گیری کنیم.

این ماده ارزان قیمت و سازگار با محیط زیست از سیلیکات قابل استخراج است و این پتانسیل را دارد که در طیف وسیعی از کاربردها مورد منفعت گیری قرار گیرد.

اما یون‌های حاضر در الکترولیت‌های مایع مبتنی بر لیتیوم یا الکترولیت‌های حالت جامد در قیاس با یون‌های حاضر در سیلیکات‌های سنگی سریع تر حرکت می‌کنند. این به این علت است که سیلیکات‌های سنگی بزرگتر و سنگین‌تر می باشند.

روشی تازه برای حرکت سریع تر یون‌ها در سیلیکات سنگی

با این حال، خوش‌کلام راهی را کشف کرد که یون‌ها را قادر می‌سازد در سیلیکات‌های سنگی سریع تر از الکترولیت‌های مبتنی بر لیتیوم حرکت کنند.

وی او گفت: اولین سنجش با یک جزء باتری نشان داد که این ماده به گفتن یک الکترولیت حالت جامد رسانایی زیاد خوبی دارد. من نمی‌توانم نحوه گسترش مواد را آشکار کنم، چون دستور و روش آن اکنون ثبت اختراع شده است.

الکترولیت حالت جامد با منفعت گیری از سیلیکات پتاسیم ساخته شده است

خوش‌کلام یک الکترولیت حالت جامد که ماده‌ای نازک به اندازه کاغذ است که بین آند و کاتد یک سلول باتری قرار می‌گیرد، تشکیل کرد. این کار با ساخت پودری بر پایه سیلیکات پتاسیم و ترکیب آن با یک چسب و حلال به دست آمد. بعد از آن، محلول مایع در یک غلتک ریخته می‌شود که مواد را در یک لایه نازک پخش می‌کند.

این ماده به طور نوارهای نازک سفید قالب‌گیری می‌شود و در یک خوشه نواری با ظرفیت تشکیل تا ۱۰ متر مواد نواری در هر بار خشک می‌شود. سپس الکترولیت حالت جامد به یک جعبه منتقل می‌شود، جایی که به همراه آند و کاتد در یک سلول باتری حالت جامد مونتاژ می‌شود.

تا این مدت راه درازی در پیش است، چون باتری‌های حالت جامد مبتنی بر سیلیکات‌های پتاسیم و سدیم سطح آمادگی فناوری پایینی دارند.

پژوهشگران پیش‌بینی می‌کنند که امکان پذیر حداقل ۱۰ سال طول بکشد تا این باتری‌ها در خودروهای الکتریکی ادغام شوند.

ادعا می‌شود که این یک فناوری پرخطر است که در آن شانس پیروزی تجاری کم و چالش‌های فنی زیاد زیاد است.

خوش‌کلام در آخر او گفت: ما نشان داده‌ایم که می‌توانیم ماده‌ای برای یک الکترولیت حالت جامد اشکار کنیم که ارزان، کارآمد، سازگار با محیط زیست و مقیاس‌پذیر باشد و حتی بهتر از الکترولیت‌های مبتنی بر لیتیوم حالت جامد عمل کند.