باتری‌های لیتیوم فلزی، باتری‌های قابل شارژی می باشند که از لیتیوم خالص به‌گفتن یکی از الکترودهای باتری منفعت گیری می‌کنند.

به علت چگالی انرژی بالا، این باتری‌ها به‌اختصاصی برای منفعت گیری در عرصه‌های گوناگون، از جمله ذخیره انرژی تجدیدپذیر، لوازم الکترونیکی مصرفی و وسایل نقلیه الکتریکی مناسب می باشند.

دانشمندان زمان‌ها است که تلاش می‌کنند تا با پیروزی از باتری‌های لیتیوم یونی به باتری‌های لیتیوم فلزی تحول کاربری دهند. با این‌حال، یک قضیه وجود دارد که علتتاخیر در این انتقال شده‌ است؛ الکترولیت‌های سنتی در باتری‌های مبتنی بر فلز، کارکرد مساعد ندارند.

این اجزا الزامی می باشند چون اجازه خواهند داد یک بار الکتریکی بین دو پایانه باتری حرکت کند و عکس العمل الکتروشیمیایی موردنیاز برای تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی را اغاز کند.

محلولی الهام گرفته‌ از صابون

اکنون، مطالعه‌ای تازه مشخص می کند که راه‌حل امکان پذیر در نحوه کارکرد صابون باشد. هنگامی که صابون منفعت گیری می‌بشود، «ساختارهای میسلی» تشکیل می‌کند که در محلول با آب، باکتری‌ها، روغن و زباله‌ها را جذب و از بین می‌برد. با محصور کردن‌ این ذرات در ساختارهای میسلی، صابون به‌گفتن پلی بین آب و مواد متفرقه‌ عمل می‌کند.

دانشمندان در آزمایشگاه ملی آیداهو و آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام، از این مکانیسم الهام گرفتند تا نوع جدیدی از الکترولیت با غلظت بالا را تشکیل کنند که می‌تواند بر مانع ها ذاتی باتری‌های فلزی تسلط کند.

اگرچه این نوع تازه از الکترولیت تا بحال نتایج دلگرم کننده‌ای را در آزمایشات آزمایشگاهی نشان داده است، اثربخشی و گسترش آینده آن به علت فهمیدن ناقص محققان از چگونگی و چرایی کارکرد آن محدود شده است.

استنباط نسبت و غلظت

فهمیدن این فرآیند به محققان اجازه داد تا غلظت‌ها و نسبت‌های موردنیاز برای دریافت بهترین عکس العمل‌ها برای باتری‌ها را تعیین کنند. این بینش اکنون می‌تواند به حل مشکل مهم مهندسی الکترولیت‌ها، که تعیین نسبت ایده‌آل برای همه اجزای آن‌ها است، پشتیبانی کند.

این ایده توسط محققان آزمایشگاه ملی آیداهو اجرا شد. آنها به شدت کشف کردند که فرآیند تشکیل الکترولیت‌های کارآمد معتبر است و به طول عمر باتری‌های فلزی لیتیوم پشتیبانی می‌کند.

این مطالعه در مجله Nature Materials انتشار شده‌ است.