عکس مربوط به مطلب اصلی نیست
02 مه 2024 – از ETH زوریخ
برقی شدن بسیاری از مناطق زندگی منجر به افزایش تقاضا برای باتری های با کارایی بالا می شود. دو اسپین آف ETH در این زمینه کار می کنند: در حالی که BTRY باتری های حالت جامد با کارایی بالا را توسعه می دهد، inks روی استاندارد جدیدی برای تولید کار می کند.
ETH و Empa spin-off BTRY باتری هایی با شارژ سریع تولید می کند که در برابر نوسانات دما مقاوم هستند و برای طیف گسترده ای از کاربردها مناسب هستند.
8inks، همچنین یک اسپین آف ETH، مایل است یک فناوری تولید نوآورانه را به عنوان استاندارد صنعت ایجاد کند و آن را قادر به تولید باتری های سفارشی کند. هر دو شرکت پتانسیل بزرگی را در بازار سوئیس می بینند و بر تولید باتری کارآمد با حداکثر پایداری تمرکز می کنند.
به منظور کاهش انتشار CO2 ، باید بسیاری از مناطق زندگی را برق رسانی کنیم و انرژی های تجدید پذیر باد و خورشید را ذخیره کنیم. باتری هایی که نه تنها کارآمد هستند، بلکه قابل بازیافت و پایدار هستند، یک نیاز ضروری برای دستیابی به این هدف هستند، زیرا رشد سریع تقاضا برای باتری ها باعث افزایش مصرف مواد خام کمیاب مانند لیتیوم نیز می شود Spin-off های ETH BTRY و 8inks این مشکل را تشخیص داده اند و با به کارگیری روش های نوآورانه تولید و تکنیک های تولید، روی باتری آینده کار می کنند.
باتری‌های لیتیوم یونی معمولی که در حال حاضر در گوشی‌های هوشمند و نوت‌بوک‌ها استفاده می‌شوند، دارای الکترولیت مایع هستند. این باعث می شود باتری ها به نوسانات دما حساس شوند، به این معنی که به عنوان مثال در دمای بیش از حد به راحتی قابل اشتعال هستند. علاوه بر این، باتری های معمولی مدتی طول می کشد تا دوباره شارژ شوند.
موریتز فوتشر و ابدسلم آربیا، دو بنیانگذار BTRY، یک باتری حالت جامد ساخته اند که از لایه های نازکی تشکیل شده است که می تواند زمان شارژ را چندین برابر کند. این دو محقق به طور کامل از مایعات هم در طول فرآیند ساخت و هم برای اجزای باتری خود صرف نظر می کنند. باتری‌های حالت جامد که در حال حاضر توسط BTRY در حال توسعه هستند، دارای مزیت اصلی مقاومت بسیار در برابر نوسانات دما هستند. بنابراین می‌توان از آن‌ها هم در دماهای بسیار بالا، مانند حسگرهایی که نشت بخار را تشخیص می‌دهند و هم در دماهای بسیار پایین، برای مثال در حین حمل و نقل دارو، استفاده کرد.
اسپین آف باتری را با تکنیک پوشش ویژه ای تولید می کند که در ابتدا برای تولید نیمه هادی استفاده می شد. سلول های باتری نازک ویفری روی هم در خلاء قرار می گیرند. این روش منحصر به فرد باتری تمام شده را قادر می سازد تا به سرعت در حدود یک دقیقه شارژ شود. علاوه بر این، ساختار باتری حدود ده برابر بیشتر از باتری های معمولی عمر می کند. کت ها به قدری نازک هستند که محصول نهایی که شبیه فویل است از یک مو نازک تر است. ما در حال حاضر هنوز از ماشین‌هایی در مقیاس آزمایشگاهی برای تولید باتری‌های خود استفاده می‌کنیم و در آزمایشگاه‌ها باتری‌های ما به اندازه یک سر سوزن بودند. با این حال، هدف ما ایجاد تولید آزمایشی خود در سوئیس در حدود دو سال و تبدیل شدن به یک تولید کننده جهانی باتری در دراز مدت است. باتری ها باید در بسیاری از مناطق مختلف استفاده شوند، به عنوان مثال در حسگرهای IoT، در لوازم الکترونیکی مصرفی یا در عملیات فضایی.
تکنیک پوشش جدید به عنوان استاندارد صنعتی
اسپین آف ETH با فناوری تولید نوآورانه خود از سایر تولیدکنندگان باتری متمایز است. هدف آن استفاده از این استاندارد برای جایگزینی استاندارد ساخت باتری‌های لیتیوم یونی است که در 30 سال گذشته تا حد زیادی بدون تغییر باقی مانده است – به اصطلاح تکنیک قالب اسلات. Paul Baade، بنیانگذار inks، تکنیکی به نام “پوشش پرده چند لایه” را توسعه داده است. با اعمال چندین لایه نازک از ماده فعالی که لیتیوم یون در آن ذخیره می شود، تکنیک پوشش را می توان با نیازهای قابل اجرا تنظیم کرد. به دلیل تنوع از نظر ضخامت و خواص مواد لایه‌های جداگانه، این تکنیک، از جمله موارد دیگر، از مقیاس‌بندی باتری‌های حالت جامد پشتیبانی می‌کند. یکی دیگر از مزایای این روش این است که سرعت پوشش الکترودهای باتری می تواند بسیار افزایش یابد و بنابراین به طور بهینه برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده مناسب است.
این مقاله برای اولین بار در 29 آوریل توسط ETH Zurich منتشر شد.
