باتری ضد حریق برای خودروهای برقی

یک جرعه ازجهان دانش

بهارسادات موسوی

[ گزارش ازپژوهش های تازه ]

باتری‌های ضد حریق جدیدی که توسط دانشمندان کره‌ای مخصوص خودروهای الکتریکی ساخته شده است ، ۸۷ درصد قدرت خود را پس از ۱۰۰۰ چرخه شارژ و تخلیه حفظ می‌کنند.

محققان موسسه علم و فناوری DGIST در کره جنوبی یک الکترولیت پلیمری جامد سه لایه حاوی باتری لیتیوم — یونی ساخته‌اند که در مقابل آتش گرفتن و انفجار مقاوم است و می‌تواند خود را خاموش کند.

در بیانیه مطبوعاتی محققان این موسسه آمده است که این باتری همچنین طول عمر بهتری نسبت به باتری‌های لیتیوم — یون معمولی دارد.

به نقل از آی‌ای ، باتری‌های لیتیوم — یون یک جزء حیاتی از تامین انرژی امروزه زندگی ما هستند و ما را در گذار از سوخت‌های فسیلی به سمت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر و بدون کربن همراهی می‌کنند.

این باتری‌ها که از لیتیوم که به وفور در دسترس است ، ساخته شده‌اند ، پرمصرف‌ترین گزینه ذخیره‌سازی انرژی را تا به امروز در اختیار ما قرار داده‌اند و می‌توانند انرژی همه چیز را از تلفن هوشمند گرفته تا خودروهای الکتریکی و فراتر از آن تامین کنند.

با این حال ، باتری‌های لیتیوم — یونی از الکترولیت‌های مایع با مواد آلی استفاده می‌کنند که در خطر آتش گرفتن هستند. جداکننده‌های مورد استفاده برای جداسازی الکترودها نیز مستعد آسیب هستند و می‌توانند منجر به اتصال کوتاه و انفجار شوند. این موضوع نگرانی‌هایی را در مورد استفاده از بسته‌های باتری لیتیوم — یونی در راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ ایجاد کرده است. اینجاست که فناوری‌های باتری جایگزین می‌توانند کمک کنند.

محققان روی سیستم‌های الکترولیت مبتنی بر پلیمر جامد کار کرده‌اند که در برابر آتش و انفجار مقاوم هستند ، اما تجاری‌سازی این فناوری دشوار است.

باتری‌های حالت جامد نسبت به همتایان پلیمری مایع خود عملکرد نسبتاً ضعیفی دارند ، زیرا دستیابی به تماس کامل بین الکترودها و الکترولیت‌ها دشوار است. از آنجایی که باتری در طول استفاده تحت شارژ و تخلیه شارژ قرار می‌گیرد ، یون‌های لیتیوم ، دندریت‌های فلزی تیز یا ساختارهای درخت‌مانندی را تشکیل می‌دهند. این دندریت‌ها نه تنها باعث از بین رفتن عملکرد باتری می‌شوند ، بلکه خطر آتش سوزی و انفجار را نیز افزایش می‌دهند.

اکنون یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی کیم جائه هیون( Kim Jae — hyun ) ‌محقق بخش انرژی و فناوری محیط زیست در DGIST ، با تغییر به یک سیستم سه لایه که الکترولیت پلیمری جامد را می‌سازد ، بر این مانع غلبه کرده است. هر لایه از الکترولیت عملکرد خاصی را انجام می‌دهد. یک لایه میانی مقاوم ساخته شده از زئولیت استحکام ساختار را فراهم می‌کند. در مقابل ، لایه‌های بیرونی نرم‌تر تماس الکترود را ایجاد می‌کنند و عملکرد و کارایی باتری را بهبود می‌بخشند. در یک طرف دکابرومودی‌فنیل‌اتان ( DBDPE ) قرار دارد که از آتش‌سوزی جلوگیری می‌کند و در صورت وقوع می‌تواند آتش را خاموش کند ، در حالی که نمک با غلظت بالای لیتیوم‌بیس ( LiTFSI ) امکان حرکت سریع‌تر یون‌های لیتیوم را فراهم می‌کند. این تدبیر به بهبود نرخ انتقال انرژی و جلوگیری از تشکیل دندریت در الکترولیت کمک می‌کند.

این باتری در آزمایش های آزمایشگاهی ۸۷.۹ درصد عملکرد خود را حتی پس از ۱۰۰۰ چرخه شارژ و تخلیه شارژ حفظ کرد. این در حالی است که یک باتری لیتیوم — یونی معمولی که از الکترولیت مایع استفاده می‌کند ، تنها می‌تواند ۷۰ تا ۸۰ درصد عملکرد خود را در این مرحله حفظ کند.

کیم در بیانیه مطبوعاتی خود گفت: پیش‌بینی می‌شود که این تحقیق کمک قابل ‌توجهی به تجاری‌سازی باتری‌های فلزی لیتیوم با استفاده از الکترولیت‌های پلیمر جامد داشته باشد ، در حالی که پایداری و کارایی افزایش یافته برای دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی را فراهم می‌کند.

این باتری پلیمری جامد سه لایه مانند باتری لیتیوم — یون معمولی می‌تواند در دستگاه‌های مختلف از تلفن‌های هوشمند گرفته تا راه حل‌های ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ استفاده شود.

 

میکروربات سریع ابداع شد

محققان چینی میکروروباتی ابداع کرده اند که با سرعت به جلو و عقب می رود.
به گزارش اینترستینگ انجینرینگ، محققان چینی یک میکروروبات ۱۵ میلیمتری با حرکات سریع به سمت جلو و عقب ابداع کرده اند که BHMbot — B نام دارد. این روبات برای ناوبری در اماکن کوچک بسیار مناسب است.

روبات مذکور با هم راستاسازی حرکات ارتعاشی آهنرباهای روبات ، کنسول و اتصالات خود و با استفاده از ارتعاشات حالت انتقال کنترل ، حرکات رو به جلو یا عقب را انجام می دهد.

محققان دانشگاه «بیهانگ»(Beihnag University) چین مدعی هستند این دستگاه باتری ، ابزار کنترل مدار برای فعالیت بی سیم و ۲ محرک الکترومغناطیس برای ظرفیت حمل بار بالا را یکپارچه می کند. به گفته محققان روبات با سرعت حرکت روبه جلو و عقب این روبات به ترتیب ۳۶۰ و ۳۳۸ میلیمتر برثانیه ، توانایی اش برای انجام مانور با دقت بالا و چابکی را در محیط های چالش برانگیز نشان می دهد.

ابزارآلات ماشینی بزرگ برای مسیریابی در فضاهای سربسته جهت انجام فعالیت هایی مانند بازرسی بدون ریسک آسیب رساندن به زیرساخت با چالش هایی روبه رو هستند. اما میکروربات ها راه حلی برای این مشکل به حساب می آیند زیرا قابلیت حرکت سریع و چرخش دقیق دارند.

طراحی میکروروبات های قبلی مانند HAMR قابلیت های حرکت روبه جلو و عقب ابزار به وسیله چند محرک را نشان داده بود. اما چنین سیستم هایی پیچیده هستند و برای انجام عملیات های مینیاتوری مناسب نبودند. اما در تحقیق جدید ادعا شده BHMbot-B که نسخه ارتقا یافته میکروروبات BHMbot است ، با استفاده از ارتعاشات با فرکانس کنترل شده به جلو و عقب می رود.

 

دارنده دانش فنی کیت‌های تشخیص سریع گاز

فناوران یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان بعد از کشورهای آلمان و ژاپن به دانش فنی ساخت کیت‌های تست سنجش گاز دست یافتند که به دلیل قیمت پایین و کیفیت بالا در تشخیص سریع گازها در صنایع نفت و گاز و معدن ، به سمت صادرات این کیت‌ها حرکت کردند.

یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان به عنوان بزرگترین واحد تولید تجهیزات پیشرفته و دستگاه‌های تمام اتوماتیک طیف‌سنجی و آنالیز ایران ، به همت جمعی از متخصصین و اساتید فعال دانشگاه در حوزه دانش‌های بنیادی در سال ۱۳۹۵ تأسیس شد و در حال حاضر محصولات خود را در داخل و خارج از کشور به مراکز مختلف علمی، تحقیقاتی و صنعتی ارائه می‌کند.

این مجموعه در پنج بخش “طراحی سیستم‌ها و دستگاه‌های حوزه اپتیک” ، “اپتوالکترونیک و آنالایزرهای آنلاین” ، “تولید ریجنت‌های آزمایشگاهی” ، “خدمات پس از فروش” ، “خدمات تعمیر و سرویس ، مشاوره” و “انجام پروژه‌های اپتیک و الکترواپتیک صنعتی و دانشجویی” فعالیت دارد.

محمدجواد کارگر ، مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان حوزه فعالیت این مجموعه را ساخت دستگاه‌های آنالیز و مواد شیمیایی مرتبط با آن در صنایع نفت ، گاز ، پتروشیمی ، آب و فاضلاب ، محیط زیست و معادن دانست و گفت : طراحی و ساخت دستگاه‌های اسپکتروفتومتر ، COD آنالایزر آنلاین ، اسپکتروفتومتر پرتابل و مواد شیمیایی و مصرفی مربوط به این دستگاه‌ها از جمله محصولات تولیدی این شرکت به شمار می‌رود.

وی کیت‌ یا تیوپ‌های تست سنجش گاز فوری را از دیگر دستاوردهای دانش‌بنیان این شرکت نام برد و ادامه داد: تیوب دتکتور (Detector Tube) یا همان لوله‌های آشکارساز ، یک روش سریع ، آسان و دقیق برای اندازه‌گیری گازهای هدف است. برای استفاده از این تیوپ‌ها از پمپ‌های مخصوص تیوپ دتکتور استفاده می‌شود. این لوله‌های آشکارساز یک روش اندازه‌گیری ساده برای تشخیص غلظت گاز سمی در نمونه‌های هوا هستند.

مدیر عامل این شرکت دانش‌بنیان با اشاره به اهمیت این محصول ، اظهار کرد: کیت‌های تست سنجش گاز فوری از پیچیدگی و دانش فنی بالایی برخوردارند ، به طوری که ۹۹ درصد آن مبتنی بر دانش فنی است. این کیت‌ها به صورت ویال طراحی و ساخته شده‌اند و عملکرد آن ها شبیه به آمپول‌هایی است که دو طرفشان شکسته می‌شود و در یک پمپ ساده قرار می‌گیرند.

وی اضافه کرد: از یک طرف پمپ ، هوا را وارد ویال کرده و از طرف دیگر خارج می‌کند و به این ترتیب گازها و پارامترهای مختلف محیط شناسایی می‌شوند.

کارگر به بیان کاربردهای این محصول پرداخت و یادآور شد: یکی از اصلی‌ترین کاربردهای این کیت‌ها در صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی است. هنگام راه‌اندازی مجدد پالایشگاه‌ها یا پتروشیمی‌ها پس از شات‌دان ، باید گاز موجود در خطوط و فضا در مدت زمان کمی مورد بررسی قرار گیرد ؛ چرا که اگر این آنالیز در آزمایشگاه‌ها انجام شود ، زمان‌بر خواهد بود که در این صورت هزینه‌های زیادی را به صنعت تحمیل می‌کند ، ولی با استفاده از این تیوب‌ها در مدت چند ثانیه، نوع و میزان گاز موجود در فضا قابل اندازه‌گیری خواهد بود.

به گفته وی این محصول به‌ویژه در معادن کاربردهای حیاتی دارد و با آنالیز و تشخیص نوع گاز، قادر است از حوادث و تلفات در معادن جلوگیری کند.

مدیر عامل این شرکت دانش‌بنیان با تاکید بر این که ایران سومین کشور تولیدکننده این محصول پس از کشورهای آلمان و ژاپن است ، خاطر نشان کرد: این محصول دارای دانش فنی های‌تک است ، به گونه‌ای که کشور چین دانش فنی این محصول را در اختیار ندارد.

وی مزیت رقابتی کیت‌های ایرانی شناسایی گاز نسبت به نمونه‌های خارجی را قیمت آن ها عنوان کرد و ادامه داد: قیمت تمام شده تولید این کیت‌ها ۵۰ درصد کمتر از نمونه‌های آلمانی و ژاپنی است ؛ از این رو توانستیم نمونه‌هایی از این کیت‌ها را برای کشورهای عمان و امارات ارسال کنیم که با استقبال خوبی در کشورهای حوزه خلیج فارس مواجه شدیم.

 

کاوشگر خورشیدی «پارکر» با زمین تماس گرفت

کاوشگر خورشیدی «پارکر» ناسا پس از زنده ماندن در نزدیکی خورشید توانست با زمین تماس برقرار کند.

به گزارش اسپیس ، کاوشگر خورشیدی پارکر دو روز پس از عبور تاریخ‌ساز خود از نزدیکی خورشید در شب کریسمس که طی آن بیش از هر فضاپیمای دیگری به خورشید نزدیک شد ، برای اولین بار از زمان فعالیت خود با خانه تماس گرفت. تماس پارکر درست پیش از نیمه‌شب ۲۶ دسامبر ، صدای ساده‌ای را که بسیار مورد انتظار بود به زمین فرستاد.

دانشمندان روی زمین از ۲۰ دسامبر که پارکر پرواز خودکار خود را از نزدیکی خورشید آغاز کرد، با آن تماس نداشتند. بنابراین ، این سیگنال یک تأیید حیاتی است مبنی بر این که کاوشگر زنده مانده و در وضعیت سلامتی خوبی قرار دارد و به طور عادی کار می‌کند.

ناسا روز ۲۷ دسامبر در یک بیانیه از سلامتی پارکر خبر داد. در بیانیه آمده است: مرکز کنترل ماموریت در «آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز»(JHUAPL)، سیگنال را درست پیش از نیمه‌شب ۲۶ دسامبر دریافت کرد.

«مایکل باکلی»(Michael Buckley) سخن‌گوی آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز که بر مأموریت کاوشگر خورشیدی پارکر نظارت دارد ، در یک ایمیل به اسپیس گفت: پارکر طوری برنامه‌ریزی شده است که در روز سال نو ، به‌روزرسانی دقیق‌تری را از وضعیت خود به زمین بفرستد. تنها در آن زمان است که دانشمندان متوجه خواهند شد پارکر واقعا مشاهدات مورد انتظار را از پرواز در نزدیکی خورشید جمع‌آوری کرده یا خیر. این مشاهدات ، تصویر بهتری را از سلامت کلی پارکر و تجهیزات آن به گروه می‌دهد.

انتظار می‌رود پارکر یک بخش عمده از تصاویر و داده‌های علمی را در اواخر ژانویه و زمانی که به فاصله ایمن از خورشید برسد، به زمین منتقل کند.