Anglo American و Platinum Group سال گذشته LionBatteryTechnologies و دانشگاه بین المللی فلوریدا (دانشگاه بین المللی فلوریدا) را تأسیس کردند و حق اختراع ایالات متحده را در مورد استفاده از فلزات گروه پلاتین و نانولوله های کربنی به دست آوردند. ما با Lion صحبت کردیم تا درباره این پروژه و اهمیت سرمایه گذاری در کاربردهای صنعتی جدید یا توسعه یافته فلزاتی که استخراج می کند بیشتر بدانیم.

فلزات گروه پلاتین مدت‌هاست که به‌عنوان تغییردهنده‌های بالقوه برنامه‌های توسعه پایدار، به‌ویژه در زمینه‌های کنترل انتشار و انرژی جایگزین در نظر گرفته می‌شوند. استفاده از خواص کاتالیزوری آنها برای بهبود عملکرد باتری یک گام مهم رو به جلو برای وسایل نقلیه الکتریکی است و راه را برای عمر طولانی تر باتری، نه فقط حمل و نقل، باز می کند. اگرچه این مفهوم هنوز تجاری نشده است، Lion Battery Technology معتقد است که آنها در حال نزدیک شدن هستند.

این سرمایه گذاری مشترک در سال 2019 برای حمایت از کار دکتر بلال الذهاب تأسیس شد. بلال الذهاب، استادیار مهندسی مکانیک و مواد در دانشگاه بین المللی فلوریدا (FIU)، در حال مطالعه مزایای افزودن فلزات گروه پلاتین به فناوری باتری بوده است. به طور خاص، دکتر الذهاب دریافت که وقتی فلزات گروه پلاتین پالادیوم و پلاتین اضافه می‌شوند، کارایی باتری‌های لیتیوم اکسیژن و باتری‌های لیتیوم گوگرد بهبود می‌یابد و در نتیجه چگالی انرژی و قابلیت بازیافت باتری‌ها افزایش می‌یابد. ثبت اختراعات اخیر سوخت بر آتش افزوده است و انتظار می رود این پروژه به زودی در بازار عرضه شود و فلزات گروه پلاتین را به یک شروع در صنعت باتری تبدیل کند. در گفتگو با آر. مایکل جونز، مدیر عامل گروه پلاتینیوم، او گفت که دو سال پیش، وضعیت فعلی فناوری باتری به وضوح برای پاسخگویی به نیازهای دنیایی که به سرعت در حال مدرن شدن است، کافی نبود. وی گفت: باتری تلفن های همراه پس از یک سال شارژ و دشارژ قدیمی می شود. وزن باتری های وسایل نقلیه الکتریکی خالص بیش از 300 کیلوگرم است، اما محدوده کروز همچنان یک مشکل است.

دنیای مدرن از چراغ قوه های باتری دار در دستان نیاکان ما تغییر کرده است.

اگرچه باتری‌های لیتیومی را می‌توان به عنوان یک نوع باتری انقلابی توصیف کرد، مدل‌های موجود عمر باتری کوتاه و گرمای بیش از حد دارند – علاوه بر ظرفیت شارژ، کار دکتر الذهاب نیز سعی در حل این مشکلات دارد. جونز او افزود: «باتری‌های لیتیومی مدرن خوب و بهبود یافته‌اند، اما هنوز آن چیزی نیستند که ما نیاز داریم». لیتیوم احتمالاً برنده باتری است، زیرا بسیار سبک است و الکترون های زیادی برای استفاده دارد، بنابراین خواص الکتریکی خوبی دارد. اما عناصر شیمیایی دیگری نیز وجود دارند که می توانند باتری را با اضافه شدن به ترکیب شیمیایی داخلی آن بهبود بخشند.

اگرچه پلاتین و پالادیوم در حال حاضر تقاضای زیادی در مبدل‌های کاتالیزوری خودروهای بنزینی دارند، توانایی شناخته شده آنها برای عمل به عنوان کاتالیزور و واکنش‌های پردازش سوخت به این معنی است که عملکرد باتری را بهبود می‌بخشند و در عین حال در هزینه‌ها و هزینه‌های زیست‌محیطی در این فرآیند صرفه‌جویی می‌کنند. مواد کاندید خوب اگرچه باتری های لیتیوم-هوا و باتری های لیتیوم-سولفید موجود می توانند بسیار قدرتمند باشند، تاریخ ثابت کرده است که بازیافت یک چالش است. دکتر الذهاب و تیم شش متخصص نانومواد او و همچنین یک تیم فوق دکتری باتری، ثابت کرده‌اند که فلزات گروه پلاتین نه تنها به تحریک پاسخ کمک می‌کنند، بلکه چرخه شارژ-تخلیه را نیز بهبود می‌بخشند. به منظور تعیین اثربخشی این مواد در باتری، تیم “صدها” باتری آزمایشی را اجرا کرد، عملکرد آنها را هر روز ردیابی کرد و ساختار آنها و فلزات گروه پلاتین را برای یافتن بهترین عملکرد تنظیم کرد.

بعدش چی؟ کار روی باتری جدید به خوبی پیش می رود. تیم FIU اولین سال تحقیق را به پایان رساند و اولین نقطه عطف فنی خود را پشت سر گذاشت. این پتنت موفقیت بزرگ پروژه ای به نام “باتری کاتدی با پایداری بهبودیافته” است و شامل استفاده از فناوری های نوآورانه مانند نانولوله های کربنی در باتری های لیتیومی است. به عنوان جایزه ای به FIU، دانشگاه یک قرارداد حمایت مالی برای تحقیقات و ثبت اختراع با Lion امضا کرد.

جونز گفت: «هدف ما بهره‌گیری از نوآوری‌های واقعاً پیشرفته و در عین حال افزایش تقاضا برای فلزات گروه پلاتین است. این اولین امتیاز ثبت اختراع اولین نقطه عطف مهم در این هدف است.” جونز معتقد است که هر چه بیشتر و بیشتر مردم شروع به تنظیم شبکه برای رفع موانع برای پذیرش گسترده وسایل نقلیه الکتریکی می کنند. بازار باتری‌های لیتیومی ارزان‌تر، سبک‌تر و قدرتمندتر رشد خواهد کرد. اطمینان از قابلیت بازیافت برای بسیاری از مردم به یک اولویت تبدیل شده است.

انتظار می رود این باتری های جدید به طور گسترده در الکترونیک و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار گیرند. جونز گفت: «باتری ها بخشی از فناوری فعلی هستند، اما اگر بتوانید عملکرد باتری را سه تا پنج برابر افزایش دهید، وسایل نقلیه و تجهیزات الکتریکی را بهتر می کند. اگرچه سه تا پنج سال طول می‌کشد تا نوآوری‌ها در باتری‌های تجاری ایجاد شود، پتانسیل آن بسیار زیاد است. اگرچه استفاده از فلزات گروه پلاتین ممکن است هزینه باتری ها را افزایش دهد، جونز گفت که انتظار می رود راندمان بالاتر باتری ها تا حدی قیمت را جبران کند. نفوذ. جونز گفت: “فلزات گروه پلاتین کاتالیزورهای شیمیایی خوبی هستند و به همین دلیل، ما از آنها در لوله های اگزوز خودروها برای تمیز کردن گازهای خروجی استفاده کرده ایم.”

کاتد باتری سبک تر و قدرتمندتر از باتری فعلی است که باعث می شود باتری قدرتمندتر و عمر طولانی تری نسبت به فناوری فعلی داشته باشد. اگرچه این فناوری به طور کامل توسعه نیافته است، تیم تحقیقاتی تأیید کرد که کاتد حاوی 10 تا 12 گرم نانولوله‌های کربنی فلزی مبتنی بر پلاتین است، می‌توانید مزایای قابل توجهی در عملکرد و نسبت وزن مشاهده کنید. جونز گفت که وزن هدف این شرکت برای باتری های لیتیوم-هوا 144 کیلوگرم و برای باتری های لیتیوم-گوگرد 188 کیلوگرم است.

درخواست های ثبت اختراع بیشتری ارائه شده است و چشم انداز تجاری سازی پروژه در چند سال آینده خوش بینانه است. جونز گفت: «ما در حال بحث درباره نوآوری خود با تولیدکنندگان تجاری باتری هستیم. نقاط عطف فنی سال اول را پشت سر گذاشتیم و انتظار می رود زودتر از موعد به اهداف سال دوم دست پیدا کنیم. ما بسیار خوشحالیم که این مفهوم ثابت می کند که فلزات گروه پلاتین می توانند نقش مهمی در نوآوری باتری بعدی ایفا کنند. در واقع، AngloAmericanPlatinum در سال 2019 اعلام کرد که به دلیل افزایش قیمت فلزات پلاتین، سود آن نسبت به سال قبل بیش از دو برابر شده است. ، که فرصت های ذاتی این صنعت پررونق را نشان می دهد.