باتری فلز هوا چیست و چه کاربردی دارد؟

 

باتری فلز هوا یکی از فناوری های جدید و در حال گسترش است و مزایای زیادی را در بخش انرژی الکتریکی و واکنش های الکتروشیمیایی فراهم می کند؛ استفاده از باتری های مبتنی بر فلز و هوا که تراکم انرژی بالایی دارند و ایمن هستند، بسیار مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته ‌اند؛ این باطری ها شامل زیرشاخه های متعدد می شود.

 

انواع باطری های فلز-هوا (Metal–air)

باتری روی- هوا (Zinc–Air Batteries)، باتری آلومینیوم -هوا (Aluminum–Air Batteries) و باتری لیتیوم- هوا (Lithium–Air Batteries)، سه گروه پرطرفدار از این فناوری جدید هستند؛ هر کدام از این انواع باتری ها یک سری خصوصیات فیزیکی و شیمیایی دارند و قابلیت های متفاوتی را در تامین انرژی الکتریکی ارائه می دهند.

با افزایش روز افزون تقاضا برای منابع انرژی، به خصوص انرژی های تجدید پذیر و پایدار و طراحی و توسعه وسایل نقلیه الکتریکی مدرن تر و جدیدتر، طراحی باتری های قابل شارژ همانند باتری های لیتیومی و باتری فلز هوا ضرورت پیدا می‌کند.

این فناوری ها مورد علاقه محققان و دانشمندان سراسر جهان قرار گرفته اند. هم دانشجویان در دانشگاه و هم محققان در آکادمی های تحقیقاتی، پیرامون مباحث الکتروشیمیایی، به خصوص انواع این باتری ها در حال مطالعه هستند.

اهمیت استفاده از باتری فلز هوا

در راستای رشد اقتصاد جهانی، تقاضا برای تامین انرژی به طور قابل توجهی افزایش داشته است. همه ما می دانیم که انرژی های تجدیدناپذیر متداول نظیر زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی در گذر زمان به شدت با محدودیت مواجه هستند؛ به این ترتیب بارها در منابع خوانده ایم که انرژی های زمین گرمایی یا انرژی های نو نظیر انرژی باد یا انرژی خورشیدی همواره مورد توجه قرار دارند تا منابع انرژی جامعه را فراهم کنند.

باتری های سوختی زیستی یا بیوسوخت، ابر خازن ها و همچنین انواع باتری فلز هوا از جمله مناسب ترین گزینه ها برای دسترسی به منابع انرژی پایدار و ذخیره بهتر آن هستند.

در میان انواع باتری هایی که می شناسیم باتری های لیتیوم دار، بهترین عملکرد را دارند. این باتری ها می توانند با ظرفیت بیشتر از ۲۰۰ میلی آمپر در هر ساعت تا مدت زمان بیشتری کار کنند و نیازهای ذخیره انرژی برای وسایل نقلیه یا وسایل دیگر را تامین کنند.

اگرچه باتری های لیتیوم دار هنوز هم چالش برانگیز است اما محققان در تلاش هستند بر همین اساس، باتری ‌های جدیدی را به بازار ارائه کنند که آن را با نام باتری فلز هوا می‌شناسیم.

شاید علاقه مند باشید اندکی در مورد مکانیسم عمل کرد این باطری ها، اطلاعاتی به دست آورده و با ساختار آن آشنا شوید. حتی اگر به دنیای واکنش های شیمیایی و الکتروشیمی علاقه ای نداشته باشید اما به دلیل اینکه باتری فلز هوا نقش مهمی در آینده جامعه خواهد داشت، پیشنهاد می دهیم با این منابع تجدیدپذیر آشنا شوید.

 نگاهی بر ساختار یک باتری فلز-هوا

یک باتری فلز-هوا از یک فلز تشکیل شده است که نقش آند را بازی می‌کند و هوا به عنوان کاتد عمل می‌نماید. کاتد و آند، اجزای اصلی یک پیل الکتروشیمیایی هستند و برای انجام واکنش الکتروشیمیایی و تولید انرژی ضروری می‌باشند؛ در این باتری ها، از اکسیژن هوای محیط استفاده می کند که این عامل وزن باتری را کاهش می دهد.

در مقایسه با سایر باتری ها، بخصوص باتری های لیتیوم دار، باتری های فلز- هوا ارزان‌تر هستند چرا که منبع کاتد آنها اکسیژن هوا است که بدون هزینه در دسترس قرار دارد.

تنها عاملی که در مکانیسم عملکرد باتری های فلز -هوا تاثیر دارد و بر روی قیمت آن منعکس می‌شود، انتخاب فلز مناسب برای آند است؛  برای طراحی آند در باتری های فلز- هوا می توان از فلزاتی کم هزینه و ارزان نظیر آلومینیوم، روی و آهن استفاده کرد.

باتری فلز هوا نه تنها به عنوان منبع تغذیه کوچک و کم حجم برای وسایل الکتریکی قابل حمل استفاده می شود، بلکه برای وسایل نقلیه الکتریکی یک منبع تامین انرژی محسوب می گردد. باتری های فلز هوا می توانند انرژی را ذخیره کنند.

اگر این فناوری توسعه پیدا کند، بسیار کمک خواهد کرد که جریان انرژی بین مولدهای انرژی های تجدید پذیر نظیر توربین های بادی، پانل های فتوولتائیک، شبکه های جریان برق و غیره به خوبی مدیریت شود.

طراحی و تولید باتری فلز- هوا کمک زیادی به روند تامین انرژی در جامعه خواهد کرد. در اختیار داشتن این باطری ها برای هر فرد در خانواده می تواند کاهش هزینه های بخش انرژی برق را به دنبال داشته باشد.

شما به راحتی می توانید با یک باتری بخصوص که از مکانیسم فلز- هوا تبعیت می‌کند، منبع انرژی تجدیدپذیر را به همراه داشته باشید و در هر کجا از آن استفاده کنید.

مقایسه انواع باطری های فلز هوا

در طراحی یک باتری فلز- هوا و انتخاب فلز مناسب به عنوان آند در پیل الکتروشیمیایی، یک فاکتور بسیار مهم با نام “چگالی انرژی” (Energy Density) اهمیت دارد؛ در تمام طراحی ها برای پیکربندی باطری، دسترسی به بالاترین میزان چگالی انرژی مورد توجه قرار می گیرد. به عبارت ساده ‌تر، دانشمندان تلاش می‌کنند نوعی از این باتری ها را طراحی کنند که بیشترین میزان انرژی را تولید و ذخیره کند.

از آن جایی که اکسیژن به طور مستقیم از محیط هوا اطراف تامین می شود، در طول تخلیه باتری به عنوان یک اکسید کننده در کاتد عمل می نماید. بنابراین باتری فلز- هوا، چگالی انرژی بیشتری را تولید می کند.

در حال حاضر، باتری های لیتیوم- هوا بهترین ترکیب هستند برای اینکه بالاترین تراکم انرژی تولید شود. پتانسیلی که در یک باتری لیتیوم- هوا تولید می شود حدود ۳ ولت است که این مقدار برای یک سل الکتروشیمیایی، میزان بالایی است.

باتری آهن- هوا، کمترین تراکم انرژی را دارد و ولتاژی که در داخل سلول الکتروشیمیایی تولید می شود چیزی حدود ۲/۱ ولت است؛ باتری‌های روی- هوا و آلومینیوم- هوا به دلیل ملاحظات آلودگی یا اثرات فلزات بر سلامتی و همچنین قیمت روی و آلومینیوم برای تولید باتری، هنوز هم مورد مطالعه قرار دارند.

باتری هایی که از فلزات ارزان قیمت و سازگار با محیط زیست طراحی شده اند، می توانند حجم قابل توجهی انرژی الکتریکی را برای وسایل نقلیه یا وسایل الکترونیکی تامین کنند.

باتری هایی بهتر هستند که ترکیب عالی از کاتد، آند و الکترولیت را داشته باشند. در برخی از واکنش های الکتروشیمیایی، واکنش های ناخواسته در آند و انتشار گاز ناخالص کربن دی اکسید و بی ثباتی محیط الکترولیت، مشکلاتی است که هنوز باید به آن پرداخته شود.

برخی از محققان عقیده دارند که شاید بتوان از آلیاژها در بخش آند باطری فلز- هوا استفاده کرد؛ به شرطی که واکنش جانبی رخ ندهد؛ برخی تحقیقات هم ثابت کرده اند نانوکامپوزیت ها یا مواد کربن دار برای جلوگیری از چالش‌ های موجود در بخش آند مناسب اند. همه این ها نیاز به مطالعه و تحقیقات اصولی و دقیق دارد.

آنچه مهم است این که طراحی و تولید این باتری ها، یک انقلاب بزرگ را در فناوری سلول های الکتروشیمیایی و تامین منابع انرژی ایجاد می‌کند؛ این باتری ها (Metal–air) برای به حرکت درآوردن وسایل نقلیه، دوچرخه ها، موتور و خودروها به کار می روند و اگر توسعه پیدا کنند برای وسایل الکترونیک قابل حمل و حتی اینترنت اشیا هم مناسب هستند.

 

سانیوا نسل جدید باتری های فلز هوا

سانیوا (saniva) نوعی باطری های فلز-هوا است که با رفع اشکالات این باطری ها و توسط شرکت نواسی بومی سازی شده و همچنان در حال توسعه است؛ سانیوا برخی از مشکلات تجاری سازی باطری های فلز-هوا مانند نیاز به استفاده از فلزات گرانبها را حذف نموده و ماده جایگزینی برای آن استفاده کرده که تکنولوژی و مواد ساخت آن کاملا بومی است!

https://novasi.ir/%D8%A8%D8%A7%D8%AA%D8%B1%DB%8C-%D9%81%D9%84%D8%B2-%D9%87%D9%88%D8%A7-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D9%88-%DA%86%D9%87-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF%D9%87%D8%A7%DB%8C%DB%8C-%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D8%AF/

باتری فلز هوا (Metal–air) چیست و چه کاربردهایی دارد؟

باتری فلز هوا یکی از فناوری های جدید و در حال گسترش است و مزایای زیادی را در بخش انرژی الکتریکی و واکنش های الکتروشیمیایی فراهم می کند؛ استفاده از باتری های مبتنی بر فلز و هوا که تراکم انرژی بالایی دارند و ایمن هستند، بسیار مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته ‌اند؛ این باطری ها شامل زیرشاخه های متعدد می شود.

انواع باطری های فلز-هوا (Metal–air)

باتری روی- هوا (Zinc–Air Batteries)، باتری آلومینیوم -هوا (Aluminum–Air Batteries) و باتری لیتیوم- هوا (Lithium–Air Batteries)، سه گروه پرطرفدار از این فناوری جدید هستند؛ هر کدام از این انواع باتری ها یک سری خصوصیات فیزیکی و شیمیایی دارند و قابلیت های متفاوتی را در تامین انرژی الکتریکی ارائه می دهند.

با افزایش روز افزون تقاضا برای منابع انرژی، به خصوص انرژی های تجدید پذیر و پایدار و طراحی و توسعه وسایل نقلیه الکتریکی مدرن تر و جدیدتر، طراحی باتری های قابل شارژ همانند باتری های لیتیومی و باتری فلز هوا ضرورت پیدا می‌کند.

این فناوری ها مورد علاقه محققان و دانشمندان سراسر جهان قرار گرفته اند. هم دانشجویان در دانشگاه و هم محققان در آکادمی های تحقیقاتی، پیرامون مباحث الکتروشیمیایی، به خصوص انواع این باتری ها در حال مطالعه هستند.

اهمیت استفاده از باتری فلز هوا

در راستای رشد اقتصاد جهانی، تقاضا برای تامین انرژی به طور قابل توجهی افزایش داشته است. همه ما می دانیم که انرژی های تجدیدناپذیر متداول نظیر زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی در گذر زمان به شدت با محدودیت مواجه هستند؛ به این ترتیب بارها در منابع خوانده ایم که انرژی های زمین گرمایی یا انرژی های نو نظیر انرژی باد یا انرژی خورشیدی همواره مورد توجه قرار دارند تا منابع انرژی جامعه را فراهم کنند.

باتری های سوختی زیستی یا بیوسوخت، ابر خازن ها و همچنین انواع باتری فلز هوا از جمله مناسب ترین گزینه ها برای دسترسی به منابع انرژی پایدار و ذخیره بهتر آن هستند.

در میان انواع باتری هایی که می شناسیم باتری های لیتیوم دار، بهترین عملکرد را دارند. این باتری ها می توانند با ظرفیت بیشتر از ۲۰۰ میلی آمپر در هر ساعت تا مدت زمان بیشتری کار کنند و نیازهای ذخیره انرژی برای وسایل نقلیه یا وسایل دیگر را تامین کنند.

اگرچه باتری های لیتیوم دار هنوز هم چالش برانگیز است اما محققان در تلاش هستند بر همین اساس، باتری ‌های جدیدی را به بازار ارائه کنند که آن را با نام باتری فلز هوا می‌شناسیم.

شاید علاقه مند باشید اندکی در مورد مکانیسم عمل کرد این باطری ها، اطلاعاتی به دست آورده و با ساختار آن آشنا شوید. حتی اگر به دنیای واکنش های شیمیایی و الکتروشیمی علاقه ای نداشته باشید اما به دلیل اینکه باتری فلز هوا نقش مهمی در آینده جامعه خواهد داشت، پیشنهاد می دهیم با این منابع تجدیدپذیر آشنا شوید.

  نگاهی بر ساختار یک باتری فلز-هوا 

یک باتری فلز-هوا از یک فلز تشکیل شده است که نقش آند را بازی می‌کند و هوا به عنوان کاتد عمل می‌نماید. کاتد و آند، اجزای اصلی یک پیل الکتروشیمیایی هستند و برای انجام واکنش الکتروشیمیایی و تولید انرژی ضروری می‌باشند؛ در این باتری ها، از اکسیژن هوای محیط استفاده می کند که این عامل وزن باتری را کاهش می دهد.

در مقایسه با سایر باتری ها، بخصوص باتری های لیتیوم دار، باتری های فلز- هوا ارزان‌تر هستند چرا که منبع کاتد آنها اکسیژن هوا است که بدون هزینه در دسترس قرار دارد.

تنها عاملی که در مکانیسم عملکرد باتری های فلز -هوا تاثیر دارد و بر روی قیمت آن منعکس می‌شود، انتخاب فلز مناسب برای آند است؛  برای طراحی آند در باتری های فلز- هوا می توان از فلزاتی کم هزینه و ارزان نظیر آلومینیوم، روی و آهن استفاده کرد.

باتری فلز هوا نه تنها به عنوان منبع تغذیه کوچک و کم حجم برای وسایل الکتریکی قابل حمل استفاده می شود، بلکه برای وسایل نقلیه الکتریکی یک منبع تامین انرژی محسوب می گردد. باتری های فلز هوا می توانند انرژی را ذخیره کنند.

اگر این فناوری توسعه پیدا کند، بسیار کمک خواهد کرد که جریان انرژی بین مولدهای انرژی های تجدید پذیر نظیر توربین های بادی، پانل های فتوولتائیک، شبکه های جریان برق و غیره به خوبی مدیریت شود.

طراحی و تولید باتری فلز- هوا کمک زیادی به روند تامین انرژی در جامعه خواهد کرد. در اختیار داشتن این باطری ها برای هر فرد در خانواده می تواند کاهش هزینه های بخش انرژی برق را به دنبال داشته باشد.

شما به راحتی می توانید با یک باتری بخصوص که از مکانیسم فلز- هوا تبعیت می‌کند، منبع انرژی تجدیدپذیر را به همراه داشته باشید و در هر کجا از آن استفاده کنید.

مقایسه انواع باطری های فلز هوا

در طراحی یک باتری فلز- هوا و انتخاب فلز مناسب به عنوان آند در پیل الکتروشیمیایی، یک فاکتور بسیار مهم با نام “چگالی انرژی” (Energy Density) اهمیت دارد؛ در تمام طراحی ها برای پیکربندی باطری، دسترسی به بالاترین میزان چگالی انرژی مورد توجه قرار می گیرد. به عبارت ساده ‌تر، دانشمندان تلاش می‌کنند نوعی از این باتری ها را طراحی کنند که بیشترین میزان انرژی را تولید و ذخیره کند.

از آن جایی که اکسیژن به طور مستقیم از محیط هوا اطراف تامین می شود، در طول تخلیه باتری به عنوان یک اکسید کننده در کاتد عمل می نماید. بنابراین باتری فلز- هوا، چگالی انرژی بیشتری را تولید می کند.

در حال حاضر، باتری های لیتیوم- هوا بهترین ترکیب هستند برای اینکه بالاترین تراکم انرژی تولید شود. پتانسیلی که در یک باتری لیتیوم- هوا تولید می شود حدود ۳ ولت است که این مقدار برای یک سل الکتروشیمیایی، میزان بالایی است.

باتری آهن- هوا، کمترین تراکم انرژی را دارد و ولتاژی که در داخل سلول الکتروشیمیایی تولید می شود چیزی حدود ۲/۱ ولت است؛ باتری‌های روی- هوا و آلومینیوم- هوا به دلیل ملاحظات آلودگی یا اثرات فلزات بر سلامتی و همچنین قیمت روی و آلومینیوم برای تولید باتری، هنوز هم مورد مطالعه قرار دارند.

باتری هایی که از فلزات ارزان قیمت و سازگار با محیط زیست طراحی شده اند، می توانند حجم قابل توجهی انرژی الکتریکی را برای وسایل نقلیه یا وسایل الکترونیکی تامین کنند.

باتری هایی بهتر هستند که ترکیب عالی از کاتد، آند و الکترولیت را داشته باشند. در برخی از واکنش های الکتروشیمیایی، واکنش های ناخواسته در آند و انتشار گاز ناخالص کربن دی اکسید و بی ثباتی محیط الکترولیت، مشکلاتی است که هنوز باید به آن پرداخته شود.

برخی از محققان عقیده دارند که شاید بتوان از آلیاژها در بخش آند باطری فلز- هوا استفاده کرد؛ به شرطی که واکنش جانبی رخ ندهد؛ برخی تحقیقات هم ثابت کرده اند نانوکامپوزیت ها یا مواد کربن دار برای جلوگیری از چالش‌ های موجود در بخش آند مناسب اند. همه این ها نیاز به مطالعه و تحقیقات اصولی و دقیق دارد.

آنچه مهم است این که طراحی و تولید این باتری ها، یک انقلاب بزرگ را در فناوری سلول های الکتروشیمیایی و تامین منابع انرژی ایجاد می‌کند؛ این باتری ها (Metal–air) برای به حرکت درآوردن وسایل نقلیه، دوچرخه ها، موتور و خودروها به کار می روند و اگر توسعه پیدا کنند برای وسایل الکترونیک قابل حمل و حتی اینترنت اشیا هم مناسب هستند.

 

سانیوا نسل جدید باتری های فلز هوا

سانیوا (saniva) نوعی باطری های فلز-هوا است که با رفع اشکالات این باطری ها و توسط شرکت نواسی بومی سازی شده و همچنان در حال توسعه است؛ سانیوا برخی از مشکلات تجاری سازی باطری های فلز-هوا مانند نیاز به استفاده از فلزات گرانبها را حذف نموده و ماده جایگزینی برای آن استفاده کرده که تکنولوژی و مواد ساخت آن کاملا بومی است!

https://novasi.ir/%D8%A8%D8%A7%D8%AA%D8%B1%DB%8C-%D9%81%D9%84%D8%B2-%D9%87%D9%88%D8%A7-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D9%88-%DA%86%D9%87-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF%D9%87%D8%A7%DB%8C%DB%8C-%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D8%AF/

باتری روی-هوا

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

چند نمونه باتری روی-هوا

باتری‌های روی-هوا (به انگلیسی: Zinc–air battery) گونه‌ای از باتری‌های اولیه هستند که در آن از واکنش فلز روی با اکسیژن هوا، جریان الکتریکی تولید می‌شود. این سلول الکتروشیمیایی فلز–هوا با نام پیل سوختی روی-هوا نیز معروف است که به صورت مکانیکی قابل شارژ است. ولتاژ اسمی تولیدی این پیل ۱٫۶۵ ولت است.^[۱] باتری روی - هوا (غیر قابل شارژ)، و سلولهای سوخت روی - هوا (قابل شارژ مکانیکی) باتری های هوای فلزی هستند که با اکسیداسیون روی با اکسیژن هوا تأمین می شوند. این باتری ها چگالی انرژی بالایی دارند و تولید آنها نسبتاً ارزان است. اندازه ها از سلول های دکمه ای بسیار کوچک برای سمعک، باتری های بزرگتر استفاده شده در دوربین های فیلمبرداری که قبلاً از باتری های جیوه استفاده می کردند، تا باتری های بسیار بزرگ که برای پیشرانه خودروهای الکتریکی و ذخیره انرژی در مقیاس شبکه استفاده می شود، متغیر است.

باتری سمعک روی - هوا

در هنگام تخلیه، توده ای از ذرات روی آند متخلخل تشکیل می دهد که با الکترولیت اشباع می شود. اکسیژن هوا در کاتد واکنش داده و یون های هیدروکسیلی را تشکیل می دهد که به درون خمیر روی مهاجرت کرده و روی تشکیل می دهند (Zn(OH)2−4) الکترونها را آزاد می کند تا به کاتد بروند. روی به اکسید روی تبدیل می شود و آب به الکترولیت برمی گردد. آب و هیدروکسیل آند در کاتد بازیافت می شود، بنابراین آب مصرف نمی شود. این واکنش ها 1.65 ولت نظری تولید می کنند، اما این در سلول های موجود به 1.35-1.4 ولت کاهش می یابد. باتری های روی و هوا دارای برخی از خصوصیات سلول های سوختی و همچنین باتری ها هستند: روی سوخت است، می توان با تغییر جریان هوا میزان واکنش را کنترل کرد و خمیر روی / الکترولیت اکسید شده را می توان با خمیر تازه جایگزین کرد. از باتری های روی - هوا می توان برای جایگزینی باتری های 1.35 ولت جیوه ای متوقف شده استفاده کرد (البته با عمر بسیار کمتری) ، که در دهه های 1970 تا 1980 معمولاً در دوربین های عکس و سمعک استفاده می شدند. کاربردهای احتمالی این باتری در آینده می تواند شامل استفاده از آن به عنوان باتری وسیله نقلیه الکتریکی و سیستم ذخیره انرژی در مقیاس کمکی باشد.

- تاریخچه اثر اکسیژن در اوایل قرن نوزدهم هنگامی شناخته شد که باتری های سلول مرطوب Leclanche اکسیژن اتمسفر را به داخل جمع کننده جریان کاتد کربن جذب می کنند. در سال 1878، یک الکترود متخلخل پلاتینه هوا با کربن و همچنین دی اکسید منگنز (MnO2) پیدا شد. سلول Leclanche ساخت محصولات تجاری با این اصل در سال 1932 آغاز شد، زمانی كه جورج دبلیز هیز و اروین ا. شوماخر از شركت ملی كربن سلولهایی را ساختند ، برای جلوگیری از جاری شدن سیل، الکترودهای کربن را با موم درمان می کردند. این نوع هنوز هم برای سلولهای بزرگ روی - هوا برای کمک به ناوبری و حمل و نقل ریلی استفاده می شود. با این حال، ظرفیت فعلی کم است و سلولها حجیم هستند.

سلولهای اصلی روی - هوای بزرگ مانند توماس A. Edison Industries Carbonaire برای سیگنالینگ راه آهن، سایتهای ارتباطی از راه دور و شناورهای ناوبری استفاده شد. اینها برنامه های طولانی مدت و کم سرعت بودند. توسعه الکترودهای نازک در دهه 1970 بر اساس تحقیقات سلول سوختی اجازه استفاده از دکمه های کوچک و سلولهای منشوری اولیه را برای سمعک ها، پیجرها و دستگاه های پزشکی به ویژه تله متری قلب داد.

2- فرمول های واکنش آند: Zn + 4OH− → Zn(OH)42− + 2e− (E0 = －1.25 V) مایع: Zn(OH)42− → ZnO + H2O + 2OH− کاتد: 1/2 O2 + H2O + 2e− → 2OH− (E0 = 0.34 V pH＝11) کل: 2Zn + O2 → 2ZnO (E0 = 1.59 V)

از باتری روی و هوا نمی توان در نگهدارنده باتری مهر و موم شده استفاده کرد، زیرا مقداری هوا باید وارد شود. اکسیژن موجود در 1 لیتر هوا برای هر آمپر ساعت ظرفیت مورد نیاز است.

چگالی ذخیره سازی

باتری روی و هوا دارای چگالی انرژی بالاتری نسبت به بسیاری از انواع دیگر باتری ها هستند زیرا هوای جوی یکی از واکنش دهنده های باتری است، در مقایسه با انواع باتری که به ماده ای مانند دی اکسید منگنز در ترکیب با روی نیاز دارد. تراکم انرژی، هنگامی که با وزن (جرم) اندازه گیری می شود، به عنوان انرژی خاص شناخته می شود. جدول زیر محاسبه انرژی خاص برای یک باتری روی و هوا و چندین باتری شیمیایی مختلف دیگر را نشان می دهد.

ذخیره سازی و عمر مفید

سلولهای روی - هوا در صورت آب بندی برای نگه داشتن هوا از ماندگاری بالایی برخوردار هستند. حتی اگر مهر و موم آنها برداشته نشود، سلول های دکمه ای مینیاتوری را می توان تا 3 سال در دمای اتاق با از دست دادن ظرفیت کمی ذخیره کرد. سلولهای صنعتی ذخیره شده در حالت خشک، ماندگاری نامحدودی دارند.

عمر عملی یک سلول روی - هوا عملکرد مهمی در تعامل آن با محیط آن است. الکترولیت در شرایط دمای بالا و رطوبت کم ، آب را با سرعت بیشتری از دست می دهد. از آنجا که الکترولیت هیدروکسید پتاسیم ملایم است، در شرایط بسیار مرطوب آب اضافی در سلول جمع می شود و باعث کدر شدن کاتد و از بین رفتن خصوصیات فعال آن می شود. هیدروکسید پتاسیم همچنین با دی اکسید کربن اتمسفر واکنش می دهد. تشکیل کربنات در نهایت رسانایی الکترولیت را کاهش می دهد. سلولهای مینیاتوری پس از باز شدن در هوا، خود تخلیه زیادی دارند. ظرفیت سلول در نظر گرفته شده است که ظرف چند هفته استفاده شود.

پیش از آنکه باتری(Battery) اختراع شود، برای تولید نیروی قابل حمل، از بخار یا سوخت استفاده می‌کردند. با توجه به اینکه با پیشرفت تکنولوژی، افراد به دنبال استفاده از دستگاه‌های همراه و سیار هستند، باتری‌ها نقش بسیار مهمی در اجرایی شدن این تمایل دارند. در این مقاله به انواع باتری‌، کاربرد آن و راهنمای تخصصی برای انتخاب باتری مناسب پرداخته‌ایم.

 باتری چیست؟

 باتری‌‌ها یک روش فوری برای تولید نیرو هستند. باتری‌ها انواع متنوع و مختلفی دارند که با تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی کار می‌‌کنند.

ساختار باتری

ساختار باتری

یک باتری از سه لایه‌‌ی کاتد، آند و جداکننده تشکیل شده‌است. لایه منفی باتری، آند و لایه مثبت آن، کاتد نام دارد. جریا الکتریکی از طریق شارش جریان از آند به کاتد ایجاد می‌شود. همچنین برای شارژ باتری، این شارش معکوس می‌شود.

نحوه کارکرد یک باتری در واقع یک واکنش شیمیایی (واکنش اکسایش-کاهش) است که از طریق الکترولیت (جداکننده) میان کاتد و آند ایجاد می‌شود. الکترود کاتد در روند واکنش اکسایش به صورت منفی باردار شده و همچنین الکترود آند براساس واکنش کاهش به صورت مثبت باردار می‌‌شود. اگر دو نوع فلز متفاوت در محلول الکترولیت یکسان قرار داده شوند، یکی از الکترودها الکترون می‌‌گیرد و دیگری الکترون از دست می‌‌دهد. بنابراین، یکی از فلزها الکترون گرفته و دیگری الکترون از دست می‌دهد و این اختلاف در تراکم الکترون دو فلز، بین فلزها اختلاف پتانسیل الکتریکی ایجاد می‌‌کند که می‌‌تواند به عنوان منبع ولتاژ برای کارکرد هر وسیله الکتریکی از آن بهره گرفت. این جریان همواره یک طرفه از آند به کاتد خواهد بود، زیرا یون‌‌ها فقط از طریق جداکننده جریان پیدا می‌کند و الکترولیت حرکات از آند به کاتد را می‌بندد و از این طریق راه دریافت جریان خارجی، از طریق پایانه‌‌های باتری است.

باتری‌‌ از گذشته تا کنون

دانشمندان زیادی برای ساخت باتری آزمایش‌های مختلفی انجام دادند، اما اولین پیل ولتایی یا باتری زمانی اختراع شد که آلساندرو ولتا (Alessandro Volta) در سال 1800 میلادی، متوجه شد که زمانی که از یک مایع خاص به عنوان رسانا، استفاده می‌کند، می‌‌تواند به صورت مداوم از آن برق تولید کرد. علاوه بر ولتا که پیل ولتایی را اختراع کرد، جان فردریک دانیل (John Frederic Daniel) نیز موفق به ساخت پیل دانیل شد.

باتری با طراحی متخلخل (پرمنفذ) اولین بار توسط جان دانسر (John Dancer) با استفاده از آزمایش‌های مختلف اختراع و ساخته شد.

اولین باتری‌های قابل شارژ باتری سرب-اسید است که توسط گاستون پلانته (Gaston Plante)  و در سال 1859، توسط اختراع شد. طراحی این باتری ساده است، و امکان شارژ مجدد از طریق معکوس کردن شارش جریان اتفاق می‌افتد. این باتری کاربردهای مختلفی از جمله باتری‌‌های اتومبیل، وسایل نقلیه موتوری و غیره دارد. باتری لکلانشه  (Leclanche  Battery)  نیز طراحی خشک و بدون هیچ گونه الکترولیت مایعی دارد و توسط کارل گسنر (Carl Gessner) اختراع شد. این باتری مشکل سرریز شدن نداشت و از همی طریق بسیار پرکربرد بود. سرانجام باتری نیکل-کادمیوم که یک باتری قلیایی است اختراع شد.

باتری‌های لیتیومی در دهه 1970 اختراع شدند، زیرا دغدغه افراد ساخت باتری برای وسایل قابل حمل بود.

پیل ولتایی Voltaic Cell 

پیل ولتایی Voltaic Cell

در پیل ولتایی آند و کاتد برخلاف یکدیگر ساخته می‌‌شوند، به این صورت که در آند اکسایش و در کاتد کاهش اتفاق می‌افتد، و به این بخش‌ها نیم سلول می‌گویند. پس از ساخت کاتد و آند، پل نمکی برای تکمیل مدار، در میان این دو ساخته می‌شود. در پیل ولتایی برای هدایت جریان الکترون‌‌ها، از یک مدار خارجی استفاده می‌‌شود.

پیل ولتایی دارای ایراداتی از جمله غیرقابل حمل بودن، بود و این امر سبب شد تا پیل دانیل در میان کاربران محبوب شود.

پیل دانیل  Daniel Cell 

پیل دانیل Daniel Cell

در پیل دانیل یک ظرف به دو قسمت تقسیم شده و این شکاف توسط یک غشای نفوذپذیر نسبت به یون‌‌ها ایجاد می‌‌شود. در این ظرف، در یک قسمت‌‌، الکترود روی در محلول سولفات روی و در قسمت دیگری، الکترود مس در محلول سولفات مس فرو می‌رود. تولید جریان در این پیل به این صورت است که تا زمانی که سولفات مس یا روی را مصرف شود، تولید جریان ادامه دارد.

انواع باتری

باتری‌ها انواع مختلف و متنوعی دارند که باتوجه به نوع کاربرد طراحی و ساخته می‌شوند. به طور کلی باتری‌ها دو نوع کلی دارند که پیل اولیه و ثانویه هستند، اما می‌توان گفت باتری‌ها 4 نوع دارند که پیل اولیه، پیل ثانویه، پیل سوختی و پیل یدک هستند. در ادامه به انواع باتری می‌پردازیم.

پیل اولیه (باتری‌‌های غیر قابل شارژ)

باتری‌های اولیه یا پیل اولیه یکبار مصرف بوده و قابلیت شارژ مجدد از طریق هیچ منبع خارجی را ندارند.

این نوع باتری در صورت قطبیده شدن، دچار کاهش عمر مفید می‌شود. برای جلوگیری از کاهش عمر باتری‌‌ها با کاهش اثر قطبش، از واقطبیدگی شیمیایی استفاده می‌‌کنند؛ به این صورت که هیدروژن با آب را به وسیله اضافه کردن عامل اکسیدکننده به پیل، اکسید میکنند. برای مثال، برای جلوگیری از قطبیده شدن در پیل روی-کربن و لکلانشه از منگنز دی اکسید و در پیل بانسن (Bunsen) و گرو (Grove) از نیتریک اسید استفاده می‌‌شود.

کاربردهای \یل اولیه شامل موارد مختلفی است که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

• ساعت و اسباب‌‌بازی‌‌ها
• وسایل خانگی کوچک
• رایانه‌‌های شخصی
• اینورترها و چراغ‌‌های قابل حمل ضروری

انواع باتری های غیر قابل شارژ

باتری روی-کربن  Zinc Carbon Cell 

باتری روی-کربن Zinc Carbon Cell

در این باتری‌‌های روی-کربن که به آن باتری‌‌های خشک تجاری می‌گویند، یک میله کربنی در باتری قرار دارد که جریان را از الکترود دی اکسید منگنز دریافت کرده و ۱٫۵ ولت DC تولید می‌کند. این باتری نیروی خیلی کمی تولید کرده و بیشتر در چراغ قوه، رادیو و ساعت دیواری کاربرد دارد.

باتری آلکالین Alkaline Cell 

باتری آلکالین Alkaline Cell

باتری آلکالین نیز مانند باتری روی کربن، خشک است و از طریق دریافت جریان از دی اکسید منگنز جریان تولید می‌کند. این نوع باتری چگالی بالاتری نسبت به سایر انواع باتری دارد. مرکز باتری آلکالاین الکترولیت روی و هیدروکسید پتاسیم  است و پوشش خارجی باتری آلکالین  فولادی است، همچنین قسمت بیرونی بخش داخلی با دی اکسید منگنز  پر شده است. کاربرد این باتری‌ در پخش‌کننده‌های صوتی، رادیو و چراغ‌ قوه‌ها است.

باتری لیتیومی Lithium Cell 

باتری لیتیومی Lithium Cell

باتری‌‌های پیل لیتیومی (Lithium Cell) معمولا به شکل سکه‌‌ای یا دکمه‌‌ای وجود دارند. این باتری‌ها مزایایی از جمله عمر طولانی، وزن سبک، مقاومت داخلی بالا دارند، اما قابل شارژ نیستند. میزان ولتاژ تولیدی این نوع باتری‌‌ها نسبت به سایر انواع باتری‌های روی، قلیایی و منگنز بیشتر و در حدود ۳ ولت است. رایج‌ترین پیل سکه‌‌ای در تعدادی از وسایل الکترونیکی، CR2032  با ولتاژ خروجی 3 ولت است.

باتری نقره اکسید Silver Oxide cell

باتری نقره اکسید Silver Oxide cell

ظاهر این باتری‌‌ها شبیه پیل‌‌های جیوه‌‌ای است و کاربرد آن به دلیل گران قیمت بودن نقره بسیار کم و محدود است. نیرو محرکه الکتریکی (EMF) این نوع باتری بیشتر از 1.5 ولت است. باتری‌‌های نقره اکسید (Silver Oxide) کم‌توان با ظرفیت بالا بوده که کاتد این باتری از جنس نقره اکسید و الکترولیت موجود در داخل آن از جنس پتاسیم یا سدیم هیدروکسید است. از این نوع پیل در دستگاه‌‌های IOT، ساعت‌‌های الکتریکی، ابزار دقیق، وسایل پزشکی استفاده می‌شود.

پیل‌‌های نقره اکسید ویژگی‌‌های خاصی دارند که در ادامه به برخی اشاراه می‌کنیم.

• آب‌‌بندی منحصر به فرد ساختار باعث مقاومت بالای این باتری در برابر نشت کردن است.
• ولتاژ خروجی این باتری ثابت است که برای تخلیه پایدار خوب است.
• استفاده از آنتی‌‌اکسیدان‌‌ها باعث چگالی انرژی بالا در باتری است.

باتری روی-هوا Zinc Air cell 

باتری روی-هوا Zinc Air cell

در باتری روی-هوا (Zinc Air) کاتد یک بدنه پرمنفذ است که از کربن ساخته شده و در مجاورت هوا است. اکسیژن هوا مانند جرم فعال باتری عمل کرده و همزمان با تخلیه، توده‌‌ای از ذراتِ روی، آند پرمنفذی را ایجاد کرده که با الکترولیت اشباع می‌شود، اکسیژن موجود در هوا با یون هیدروکسیل واکنش داده و زینکات تولید می‌‌کند و زینکات نیز روی اکسید و آب را تولید می‌کند که به الکترولیت برمی‌گردد. این نوع باتری که قابل شارژ نیز است، در مدت 5 دقیقه به ولتاژهای عملکرد کامل می‌‌رسد و ولتاژ خروجی معادل ۱٫۶۵ ولت تولید می‌کند.

پیل ثانویه (باتری‌‌های قابل شارژ)

پیل ثانویه همان باتری‌‌های قابل شارژ و در واقع چندبار مصرف هستند. هزینه اولیه باتری‌‌های قابل شارژ عموما بیش از باتری‌‌های یک بار مصرف است، اما مجموع هزینه مالکیت و اثر زیست محیطی این باتری‌‌ها کمتر است، چرا که پیش از تعویض می‌توان چندین بار آن‌ها را شارژ کرده و دوباره مصرف کرد.

کاربرد این باتری‌ها بسیار گسترده است که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

• گجت‌های هوشمند همراه، مانند دستبندهای سلامتی و ساعت‌‌های هوشمند
• کاربردهای نظامی و زیردریایی‌‌ها
• در تجهیزات پزشکی، دوربین‌‌ها و ضربان‌‌سازهای مصنوعی

باتری سرب-اسید Lead Acid cell

باتری سرب-اسید Lead Acid cell

یکی از معروف‌ترین باتری‌های قابل شارژ، باتری سرب-اسید (Lead Acid) است. این باتری‌ها به دلیل مقاومت بالا، کیفیت عالی و تولید جریان زیاد، در اتومبیل و همچنین جهت ذخیره انرژی خورشیدی کاربرد دارند. مزیت این باتری‌ها قابل بازیافت بودن آن‌ها است که در واقع، حدود 93 درصد سرب باتری در بازیافت برای ساخت باتری جدید دوباره قابل استفاده خواهد بود.

باتری لیتیوم-یون  Lithium-ion cell

باتری لیتیوم-یون Lithium-ion cell

این نوع باتری قابل شارژ قادر است، 150 وات-ساعت انرژی را در یک کیلوگرم از جر خود نگه دارد. در این نوع باتری در زمان تخلیه، یون‌‌های لیتیوم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت و در خلاف جهت حرکت می‌‌کنند. این باتری‌‌ها به دلیل چگالی بالا، توان بالایی دارند، به همین سبب، در الکترونیک کاربرد فراوانی دارند، اما بابدی دقت کرد که داغ شدن باتری باعث آسیب‌‌دیدگی و آتش سوزی می‌شود.

باتری نیکل-هیدرید فلز Nickel-metal hydride cell 

باتری نیکل-هیدرید فلز Nickel-metal hydride cell

این نوع باتری قابل شارژ قادر است، 100 وات-ساعت انرژی را در یک کیلوگرم از جر خود نگه دارد. جنس ماده این باتری‌‌ها میان‌‌فلزی بوده و از مزایای آن طول عمر خوب و ظرفیت جریان بالا، خود-تخلیه بسیار خوب نسبت به سایر انواع باتری و مقاوم در برابر حرارت است.

باتری نیکل-کادمیوم Nickel cadmium cell

باتری نیکل-کادمیوم Nickel cadmium cell

در این نوع باتری قابل شارژ، به عنوان الکترود از نیکل اکسید هیدروکسید و کادمیوم فلزی استفاده می‌‌شود. یکی از ایرادات بزرگ این نوع باتری این است که ممکن است منجر به کاهش ظرفیت باتری شود، این است که اگر باتریِ دارای شارژِ اندک دوباره شارژ شود، ممکن است نقطه شارژ مجدد در حافظه باتری ذخیره شود و باعث شود، هنگام رسیدن شارژ باتری به آن نقطه، ولتاژ افت پیدا کند. در مورد مزایای این باتری باید گفت این باتری عمر مفید طولانی، مقاومت و درجه حرارت پایین و تحویل ظرفیت نامی در نرخ تخلیه کامل دارد.

تفاوت پیل‌‌های اولیه و ثانویه

در جدول زیر، تفاوت بین پیل‌‌های اولیه و ثانویه و مزایا و معایب آن‌ها آورده شده‌است.

پیل‌‌های اولیهپیل‌‌های ثانویه

مقاومت داخلی پایینمقاومت داخلی بالا

واکنش‌‌های شیمیایی برگشت‌‌پذیر و طراحی پیچیده‌ظرفیت بالاتر و طراحی کوچک‌تر

ساخته شده از نمک مایع یا مذابخشک(دارای خمیر به جای مایع) هستند که باعث ایجاد مقاومت در برابر نشت شده است.

به دلیل سبک بودن و طراحی کوچک برای وسایل قابل حمل مناسب هستند.برای وسایل قابل حمل مناسب نیستند.

نگهداری خوب شارژپایین بودن نگهداری شارژ

برای کاربردهای هزینه‌‌بر مناسب نیستند.برای پشتیبانی و کاربردهای هزینه‌‌بر بسیار توصیه می‌‌شوند.

محدود به کاربردهای خاصبه دلیل تنوع بسیار، دارای طیف وسیعی از کاربردها هستند.

هزینه اولیه کمهزینه اولیه زیاد

پیل یدک Reserve Battery

پیل یدک Reserve Battery

باتری‌‌های یدک (Reserve Battery) با نام باتری اضطراری (Stand-by Battery) نیز شناخته شده‌است. فعال شدن این نوع باتری به این صورت است که الکترولیت این باتری‌ها در حالت جامد است و تا زمان رسیدن به نقطه ذوب، غیرفعال بوده و بلافاصله پس از رسیدن به نقطه ذوب، هدایت یونی شروع و باتری فعال می‌‌شود. این باتری در مواردی مانند دستگاه‌‌های سنجش زمان و فشار، باتری‌‌های اتومبیل و سایر وسایل نقلیه و سیستم‌‌های تسلیحاتی کاربرد دارد.

این باتری انواع مختلف دارد که شامل موارد زیر است:

• باتری‌‌های فعال شده با آب
• باتری‌‌های فعال شده با حرارت
• باتری‌‌های فعال شده الکترولیتی
• باتری‌‌های فعال شده با گاز

پیل سوختی

پیل‌‌های سوختی مواد فعال خود را از منابع خارجی تامین کرده به صورتی که اگر مواد فعال با الکترودها تغذیه شوند، انرژی الکتریکی تولید می‌کنند. در این باتری غشای تبادل پروتون از گاز هیدروژن و اکسیژن به عنوان سوخت استفاده می‌‌کند. واکنش در داخل پیل صورت می‌‌گیرد و نتیجه آن تولید آب، الکتریسیته و حرارت است. این نوع باتری از آند، کاتد، الکترولیت و کاتالیزگر تشکیل شده‌است. این نوع باتری در حمل و نقل از جمله در اتومبیل‌‌ها، اتوبوس‌‌ها و سایر وسایل نقلیه موتوری و برای پشتیبان برای تولید الکتریسیته هنگام قطع برق کاربرد دارد. همچنین مزایای فراوانی دارد که از این میان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

• فرایند تبدیل مستقیم انرژی پتانسیل شیمیایی به انرژی الکتریکی از گلوگاه حرارتی جلوگیری می‌‌کند.
• این پیل به علت نداشتن اجزای متحرک، مناسب و بسیار مطمئن است.
• به علت تولید هیدروژن به روشی سازگار با محیط زیست، در مقایسه با سایر پیل‌‌ها آسیب نسبتاً کمتری به محیط زیست می‌‌رساند.

مزایا و معایب باتری‌ها

باتری‌ها مزایای زیادی دارند که موارد زیر نمونه‌هایی از این مزایا است.

ظرفیت انرژی خاص

باتری‌ها ظرفیت ذخیره انرژی کمتری نسبت به سوخت فسیلی دارند، در حالی که در مقایسه با موتورهای حرارتی ظرفیت تحویل انرژی مؤثرتری دارند.

پهنای باند توان

باتری‌‌ها پهنای باند توان بالایی دارند که از همین طریق قادر به کنترل موثر بارهای کوچک و بزرگ می‌شوند.

پاسخگویی

باتری‌‌ها نیاز به گرمایش ندارند، بنابراین قادر به تحویل توان در مدت زمان کوتاه هستند.

محیط زیست

باتری‌ها بر خلاف بسیاری از موتورها گرمای زیاد و سروصدا ایجاد نمی‌کنند.

نصب

باتری‌های آب‌بندی شده در برابر ضربه و ارتعاش مقاوم هستند و قابلیت کاربرد در هر کاری را دارند.

در مورد معایب استفاده از باتری نیز به موارد زیر اشاره می‌کنیم.

زمان شارژ

در مقایسه با سوخت‌های دیگر که به سرعت و در زمان چند دقیقه قابلیت بازگردانی دارند، باتری‌ها چندساعت برای شارژ شدن لازم دارند.

هزینه کارکرد

برای وسایل بزرگ باتری بزرگ نیاز است، که نیازمند هزینه بیشتری بوده و از نظر وزن نیز سنگین‌تر است.

ظرفیت ذخیره انرژی

باتری‌ها در مقابل سوخت‌های فسیلی ظرفیت ذخیره انرژی کمتری دارند.

انتخاب باتری مناسب

برای اینکه بازدهی بیشتری از وسایل مورد استفاده خود ایجاد کنیم و مشکلی در روند کار مورد نظر ایجاد نشود، باید باتری مناسب با نوع کار و وسیله مورد نظر انتخاب کنیم که این مساله نیازمند رعایت نکاتی است که در ادامه به برخی از این نکات اشاره می‌کنیم.

اولیه یا ثانویه

باتری اولیه بیشتر برای مصارف موردی و در وسایلی مانند اسباب‌‌بازی‌‌ها و غیره کاربرد دارد، در حالی که برای استفاده طولانی مدت از یک وسیله بهتر است از باتری‌‌های قابل شارژ یا ثانویه استفاده شود.

محدوده دمایی

شناخت محدوده دمایی برای انتخاب باتری مناسب بسیار مهم است. برای مثال باتری‌‌های لیتیوم-یون قابلیت شارژ در محدوده دمایی 20 تا 45 درجه سلسیوس را دارند. برخی ایرادات ممکن است به انفجار باتری منجر شوند، مانند شارژ بیش از حد، دمای بالا هنگام شارژ و اتصال کوتاه که هر کدام از این مسائل میتواند باعث آسیب به وسیله مورد نظر شود.

دوام

طول عمر کلی باتری و طول عمر شارژ باتری می‌توانند دوام باتری را نشان دهند. علاوه بر این عوامل فیزیکی باتری نیز دوام باتری را رقم می‌زنند.

چگالی انرژی

پایداری باتری (دوام باتری تا شارژ مجدد بعدی) به چگالی انرژی باتری وابسته است. چگالی انرژی باتری، انرژی ذخیره شده در باتری در واحد حجم باتری است.

ایمنی

باید در انتخاب باتری، به ایمنی وسیله و باتری توجه شود، به این صورت که اگر دمای باتری از مرز خاصی بیشتر شود، به وسیله مورد نظر آسیب می‌زند و همچنین دمای بالای وسیله باعث کاهش کارایی باتری می‌شود.

علاوه بر موارد گفته شده، سایر نکاتی که باید در انتخاب باتری به آن توجه شود شامل موارد زیر است.

• شیمی پیل
• قابلیت حمل
• اندازه و شکل فیزیکی
• قیمت
• قابلیت اطمینان

https://www.entakala.com/blog/battery/

.

کاهش منابع سوخت های فسیلی و عدم تـجدیدپذیری آن ها از یک سـو و لـــزوم کاهــش آلودگــی های زیست محیطی از سوی دیگر، باعث روی آوردن دولـت ها و شرکت های بزرگ دنیا به منابع تأمین انرژی پاک شده است.

به گزارش ایسنا،بنابراعلام نواسی، پیشرفت های زیادی در این زمینه در کل دنیا صورت گرفته است. پیشرفت هایی که به تازگی توانسته از تکنولوژی باتری های لیتیوم یونی( برای نمونه باتری تلفن همراه)  عبور کرده و نسل جدیدی از باتری ها را به بازار معرفی کند، باتری های فلز-هوا.

باتری هایی که بر پایه اکسیژن هوا، جریان الکتریکی تولید می‌کنند و بیش از ۵ برابر باتری های لیتیوم-یونی انرژی دارند.

این نسل جدید از باتری ها با مزیت هایی نظیر ۵ برابر شدن تولید انرژی نسبت به باتری های لیتیومی، عدم آلودگی محیط زیست، عمر طولانی (حدود ۴ برابر باتری های لیتیوم-یون ) و زمان بسیار کوتاه شارژ و احیا، کاربردهای فراوانی در وسایل حمل و نقل الکتریکی، سیستم های برق پشتیبان، صنایع نظامی و... دارند.

در واقع باتری های فلز-هوا در سیستم هایی که ایمنی بسیار بالا، قیمت مناسب و قابلیت شارژ سریع اهمیت زیادی دارد، حتما به عنوان یک گزینه مطلوب معرفی می شود.

همین کاربردها باعث شده تا مجموعه های فناور بزرگ دنیا همچون تسلا و زیمنس به دنبال تجاری سازی این محصول باشند و تلاش می کنند از این رهگذر آینده صنعت انرژی جهان را به دست بگیرند.

همچنین بازار این نسل از باتری ها حدود ۱۰۰۰میلیارد تخمین زده شده است که در صورت تجاری سازی درآمد زیادی نصیب شرکت ها و کشورهای تولید کننده آن خواهد شد.

یک شرکت ایرانی هم پای تسلا

اما نکته حائز اهمیت در این میان، جایگاه ایران در زمینه باتری های فلز-هواست. در سال های اخیر یک  شرکت ایرانی و جوان به نام نواسی توانسته است نسل جدید این باتری ها را در پروژه ای به نام سانیوا بومی سازی نموده و امروز به نسخه mvp این تکنولوژی دست پیدا کند.

تکنولوژی که مراحل ثبت دانش در مراجع داخلی کشور را پشت سرگذاشته و مرحله تجاری سازی را پیش رو دارد.

این شرکت، پروژه سانیوا (ساخت باتری های فلز-هوا) را در سال ۱۳۹۸ و با هدف  توسعه باتری های نسل جدید جهت ارتقای سطح بهره مندی از انرژی های نوین شروع و با معرفی این فناوری به مجموعه های دیگر، توانست از یکی از شرکت های معتبر و پرتوان در تولید وسایل نقلیه الکتریکی، سفارش ساخت نمونه را دریافت کند.

هم اکنون نیز نواسی همتراز با شرکت های بزرگ دنیا همچون تسلا در مرز این فناوری برای تجاری سازی این باتری ها گام برمیدارد.

این مجموعه با پشتوانه علمی و آکادمیک خود در کنار تجارب عملیاتی در این حوزه، چشم انداز تجاری سازی و توزیع گسترده محصولات خود در سال ۱۴۰۲ را در نظر دارد

.

هر باتری از سه بخش کاتد، آند و الکترولیت دارد که در باتری فلز-هوا کاتد هواست. به عبارت دیگر سلول به خارج از باتری برده شده تا از هوای محیط استفاده کند. بدین‌ترتیب این باتری‌ها نه‌تنها سبک‌تر از باتری‌های معمولی هستند بلکه انرژی بیشتری نیز دارند. آند این باتری نیز بسته به کاربری آن از جنس فلزهای مختلف است، این امر باعث می‌شود که ویژگی‌های باتری متناسب با محیط به‌کارگیری باشد.

به گفته سجاد مهرابی، مدیرعامل شرکت سازنده باتری فلز-هوا؛ یکی از شاخص‌های کلیدی باتری‌های فلز-هوا مداومت انرژی آن است. از سوی دیگر این نوع باتری‌ها انرژی زیادی نیز تولید می‌کند، بنابراین در وسایلی به کار گرفته می‌شوند که به انرژی زیاد و مداوم نیاز دارد مانند نسل بعدی خودروهای برقی. برد کم باتر‌ی‌های لیتیوم یونی یکی از مشکلات موجود در حوزه خودروهای برقی به شمار می‌رود، این مشکل با عرضه باتری‌های فلز-هوا از میان می‌رود.

مزایای باتری فلز-هوا چیست؟

برد باتری لیتیوم یونی ۲۵۰ کیلوگرم در هر بار شارژ است. این نوع باتری در ایستگاه‌های شارژ معمولی به ۲۴ ساعت و در ایستگاه‌های شارژ سریع نیز به هشت ساعت زمان برای شارژ شدن نیاز دارند. این در حالی است که در باتری‌های فلز-هوا مدت شارژ شدن به چند دقیقه کاهش پیدا می‌کند.

درواقع باتری‌های فلز-هوا برد انرژی را تا پنج برابر افزایش می‌دهند. باتری‌های لیتیوم یونی که در حال حاضر در خودروهای برقی استفاده می‌شوند، حجم انرژی پایینی دارند. انرژی این باتری‌ها ۱۰۰ تا ۲۰۰ وات ساعت به ازای هر کیلوگرم است.

این در حالی است که باتری‌های فلز-هوا هزار تا هزار و ۲۰۰ وات ساعت در هر کیلوگرم انرژی دارند. درواقع خودروهای برقی فعلی بار زیادی را برای تأمین انرژی حمل می‌کنند. همچنین باتری‌های لیتیوم یونی ایمنی کمی دارند و امکان اشتعال و افنجار آنها در هنگام وقوع حوادث رانندگی وجود دارد. باتری‌های فلز-هوا بی‌خطر بوده و ایمنی خودرو را تأمین می‌کنند.

مهرابی می‌گوید؛ سری باتری‌های فلز-هوایی که در حال توسعه آن هستیم، سلول اولیه هستند. بنابراین برای شارژ شدن نیازی به شبکه برق نداشته و شارژ آنها به شکل مکانیکی انجام می‌شود. به عبارت دیگر با تعویض یک قطعه خاص، باتری شارژدهی مجدد دارد. مدت زمان شارژدهی این نوع باتری‌ها با شبکه برق نیز بسیار کوتاه است و حدود سه تا پنج دقیقه طول می‌کشد. دوام شارژ باتری نیز بسته به میزان استفاده آن دارد و شارژدهی آن در حالت حداکثر استفاده ۱۰ ساعت است.

کاربردهای باتری فلز-هوا چیست؟

یکی دیگر از کاربردهای باتری فلز-هوا در سیستم‌های نظامی است. این سیستم‌ها نه‌تنها به انرژی بسیار زیادی نیاز دارند بلکه باید به این انرژی در هر محیطی (عدم دسترسی به برق و شارژ مجدد باتری در برخی موقعیت‌ها) دسترسی داشته باشند. این باتری‌ها همچنین در سیستم‌های برق پشتیبان و ایستگاه‌های مخابراتی نیز به کار می‌رود.

توسعه باتری‌های فلز-هوا ادامه دارد

باتری‌های سمعک با فناوری فلز-هوا ساخته و تجاری‌سازی شده‌اند. با وجود این که سمعک نیاز به انرژی زیادی ندارد اما به انرژی مداوم و ایمن نیاز دارد تا برای بازه زمانی مشخصی شارژدهی داشته باشد. باتری‌های فلز-هوا مورد استفاده در سمعک‌ها در کلاس متفاوتی از باتری‌های فلز-هوا مخصوص خودرو قرار می‌گیرند.

توسعه باتری فلز-هوا همچنان ادامه دارد و درواقع هنوز شرکتی در جهان نتوانسته این نوع باتری را تجاری‌سازی کند. در حال حاضر ۱۲ شرکت مختلف در جهان در حال کار روی باتری‌های فلز-هوا هستند. شرکت ایرانی نیز نمونه اولیه باتری را ساخته اما هنوز نسخه تجاری‌سازی شده را ارائه نداده است. این شرکت برنامه دارد تا سال ۱۴۰۲ باتری‌های فلز-هوا وارد بازار کند.

ارزش بازار باتری‌های فلز-هوا میلیاردها دلار ارزش دارد و پیش‌بینی می‌شود که تا در آینده نه‌چندان دوری به صورت گسترده تجاری‌سازی و مورد استفاده قرار بگیرد. بدین‌ترتیب سهم قابل‌توجهی از بازار نصیب شرکت‌ها و کشورهای سازنده باتری فلز-هوا می‌شود..

 

با افزایش روز افزون تقاضا برای منابع انرژی، به خصوص انرژی های تجدید پذیر و پایدار و طراحی و توسعه وسایل نقلیه الکتریکی مدرن تر و جدیدتر، طراحی باتری های قابل شارژ همانند باتری های لیتیومی و باتری فلز هواضرورت پیدا می‌کند.

این فناوری ها مورد علاقه محققان و دانشمندان سراسر جهان قرار گرفته اند. هم دانشجویان در دانشگاه و هم محققان در آکادمی های تحقیقاتی، پیرامون مباحث الکتروشیمیایی، به خصوص انواع این باتری ها در حال مطالعه هستند.

اهمیت استفاده از باتری فلز هوا

در راستای رشد اقتصاد جهانی، تقاضا برای تامین انرژی به طور قابل توجهی افزایش داشته است. همه ما می دانیم که انرژی های تجدیدناپذیر متداول نظیر زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی در گذر زمان به شدت با محدودیت مواجه هستند؛ به این ترتیب بارها در منابع خوانده ایم که انرژی های زمین گرمایی یا انرژی های نو نظیر انرژی باد یا انرژی خورشیدی همواره مورد توجه قرار دارند تا منابع انرژی جامعه را فراهم کنند.

باتری های سوختی زیستی یا بیوسوخت، ابر خازن ها و همچنین انواع باتری فلز هوا از جمله مناسب ترین گزینه ها برای دسترسی به منابع انرژی پایدار و ذخیره بهتر آن هستند.

در میان انواع باتری هایی که می شناسیم باتری های لیتیوم دار، بهترین عملکرد را دارند. این باتری ها می توانند با ظرفیت بیشتر از ۲۰۰ میلی آمپر در هر ساعت تا مدت زمان بیشتری کار کنند و نیازهای ذخیره انرژی برای وسایل نقلیه یا وسایل دیگر را تامین کنند.

اگرچه باتری های لیتیوم دار هنوز هم چالش برانگیز است اما محققان در تلاش هستند بر همین اساس، باتری ‌های جدیدی را به بازار ارائه کنند که آن را با نام باتری فلز هوامی‌شناسیم.

شاید علاقه مند باشید اندکی در مورد مکانیسم عمل کرد این باطری ها، اطلاعاتی به دست آورده و با ساختار آن آشنا شوید. حتی اگر به دنیای واکنش های شیمیایی و الکتروشیمی علاقه ای نداشته باشید اما به دلیل اینکه باتری فلز هوا نقش مهمی در آینده جامعه خواهد داشت، پیشنهاد می دهیم با این منابع تجدیدپذیر آشنا شوید.

 نگاهی بر ساختار یک باتری فلز-هوا

یک باتری فلز-هوا از یک فلز تشکیل شده است که نقش آند را بازی می‌کند و هوا به عنوان کاتد عمل می‌نماید. کاتد و آند، اجزای اصلی یک پیل الکتروشیمیایی هستند و برای انجام واکنش الکتروشیمیایی و تولید انرژی ضروری می‌باشند؛ در این باتری ها، از اکسیژن هوای محیط استفاده می کند که این عامل وزن باتری را کاهش می دهد.

در مقایسه با سایر باتری ها، بخصوص باتری های لیتیوم دار، باتری های فلز- هوا ارزان‌تر هستند چرا که منبع کاتد آنها اکسیژن هوا است که بدون هزینه در دسترس قرار دارد.

تنها عاملی که در مکانیسم عملکرد باتری های فلز -هوا تاثیر دارد و بر روی قیمت آن منعکس می‌شود، انتخاب فلز مناسب برای آند است؛  برای طراحی آند در باتری های فلز- هوا می توان از فلزاتی کم هزینه و ارزان نظیر آلومینیوم، روی و آهن استفاده کرد.

باتری فلز هوا نه تنها به عنوان منبع تغذیه کوچک وکم حجم برای وسایل الکتریکی قابل حمل استفاده می شود، بلکه برای وسایل نقلیه الکتریکی یک منبع تامین انرژی محسوب می گردد. باتری های فلز هوا می توانند انرژی را ذخیره کنند.

اگر این فناوری توسعه پیدا کند، بسیار کمک خواهد کرد که جریان انرژی بین مولدهای انرژی های تجدید پذیر نظیر توربین های بادی، پانل های فتوولتائیک، شبکه های جریان برق و غیره به خوبی مدیریت شود.

طراحی و تولید باتری فلز- هوا کمک زیادی به روند تامین انرژی در جامعه خواهد کرد. در اختیار داشتن این باطری ها برای هر فرد در خانواده می تواند کاهش هزینه های بخش انرژی برق را به دنبال داشته باشد.

شما به راحتی می توانید با یک باتری بخصوص که از مکانیسم فلز- هوا تبعیت می‌کند، منبع انرژی تجدیدپذیر را به همراه داشته باشید و در هر کجا از آن استفاده کنید.

مقایسه انواع باطری های فلز هوا

در طراحی یک باتری فلز- هوا و انتخاب فلز مناسب به عنوان آند در پیل الکتروشیمیایی، یک فاکتور بسیار مهم با نام “چگالی انرژی” (Energy Density) اهمیت دارد؛ در تمام طراحی ها برای پیکربندی باطری، دسترسی به بالاترین میزان چگالی انرژی مورد توجه قرار می گیرد. به عبارت ساده ‌تر، دانشمندان تلاش می‌کنند نوعی از این باتری ها را طراحی کنند که بیشترین میزان انرژی را تولید و ذخیره کند.

از آن جایی که اکسیژن به طور مستقیم از محیط هوا اطراف تامین می شود، در طول تخلیه باتری به عنوان یک اکسید کننده در کاتد عمل می نماید. بنابراین باتری فلز- هوا، چگالی انرژی بیشتری را تولید می کند.

در حال حاضر، باتری های لیتیوم- هوا بهترین ترکیب هستند برای اینکه بالاترین تراکم انرژی تولید شود. پتانسیلی که در یک باتری لیتیوم- هوا تولید می شود حدود ۳ ولت است که این مقدار برای یک سل الکتروشیمیایی، میزان بالایی است.

باتری آهن- هوا، کمترین تراکم انرژی را دارد و ولتاژی که در داخل سلول الکتروشیمیایی تولید می شود چیزی حدود ۲/۱ ولت است؛ باتری‌های روی- هوا و آلومینیوم- هوا به دلیل ملاحظات آلودگی یا اثرات فلزات بر سلامتی و همچنین قیمت روی و آلومینیوم برای تولید باتری، هنوز هم مورد مطالعه قرار دارند.

باتری هایی که از فلزات ارزان قیمت و سازگار با محیط زیست طراحی شده اند، می توانند حجم قابل توجهی انرژی الکتریکی را برای وسایل نقلیه یا وسایل الکترونیکی تامین کنند.

باتری هایی بهتر هستند که ترکیب عالی از کاتد، آند و الکترولیت را داشته باشند. در برخی از واکنش های الکتروشیمیایی، واکنش های ناخواسته در آند و انتشار گاز ناخالص کربن دی اکسید و بی ثباتی محیط الکترولیت، مشکلاتی است که هنوز باید به آن پرداخته شود.

برخی از محققان عقیده دارند که شاید بتوان از آلیاژها در بخش آند باطری فلز- هوا استفاده کرد؛ به شرطی که واکنش جانبی رخ ندهد؛ برخی تحقیقات هم ثابت کرده اند نانوکامپوزیت ها یا مواد کربن دار برای جلوگیری از چالش‌ های موجود در بخش آند مناسب اند. همه این ها نیاز به مطالعه و تحقیقات اصولی و دقیق دارد.

آنچه مهم است این که طراحی و تولید این باتری ها، یک انقلاب بزرگ را در فناوری سلول های الکتروشیمیایی و تامین منابع انرژی ایجاد می‌کند؛ این باتری ها (Metal–air) برای به حرکت درآوردن وسایل نقلیه، دوچرخه ها، موتور و خودروها به کار می روند و اگر توسعه پیدا کنند برای وسایل الکترونیک قابل حمل و حتی اینترنت اشیا هم مناسب هستند.

 

سانیوا نسل جدید باتری های فلز هوا

سانیوا (saniva) نوعی باطری های فلز-هوا است که با رفع اشکالات این باطری ها و توسط شرکت نواسی بومی سازی شده و همچنان در حال توسعه است؛ سانیوا برخی از مشکلات تجاری سازی باطری های فلز-هوا مانند نیاز به استفاده از فلزات گرانبها را حذف نموده

با افزایش روز افزون تقاضا برای منابع انرژی، به خصوص انرژی های تجدید پذیر و پایدار و طراحی و توسعه وسایل نقلیه الکتریکی مدرن تر و جدیدتر، طراحی باتری های قابل شارژ همانند باتری های لیتیومی و باتری فلز هواضرورت پیدا می‌کند.

این فناوری ها مورد علاقه محققان و دانشمندان سراسر جهان قرار گرفته اند. هم دانشجویان در دانشگاه و هم محققان در آکادمی های تحقیقاتی، پیرامون مباحث الکتروشیمیایی، به خصوص انواع این باتری ها در حال مطالعه هستند.

اهمیت استفاده از باتری فلز هوا

در راستای رشد اقتصاد جهانی، تقاضا برای تامین انرژی به طور قابل توجهی افزایش داشته است. همه ما می دانیم که انرژی های تجدیدناپذیر متداول نظیر زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی در گذر زمان به شدت با محدودیت مواجه هستند؛ به این ترتیب بارها در منابع خوانده ایم که انرژی های زمین گرمایی یا انرژی های نو نظیر انرژی باد یا انرژی خورشیدی همواره مورد توجه قرار دارند تا منابع انرژی جامعه را فراهم کنند.

باتری های سوختی زیستی یا بیوسوخت، ابر خازن ها و همچنین انواع باتری فلز هوا از جمله مناسب ترین گزینه ها برای دسترسی به منابع انرژی پایدار و ذخیره بهتر آن هستند.

در میان انواع باتری هایی که می شناسیم باتری های لیتیوم دار، بهترین عملکرد را دارند. این باتری ها می توانند با ظرفیت بیشتر از ۲۰۰ میلی آمپر در هر ساعت تا مدت زمان بیشتری کار کنند و نیازهای ذخیره انرژی برای وسایل نقلیه یا وسایل دیگر را تامین کنند.

اگرچه باتری های لیتیوم دار هنوز هم چالش برانگیز است اما محققان در تلاش هستند بر همین اساس، باتری ‌های جدیدی را به بازار ارائه کنند که آن را با نام باتری فلز هوامی‌شناسیم.

شاید علاقه مند باشید اندکی در مورد مکانیسم عمل کرد این باطری ها، اطلاعاتی به دست آورده و با ساختار آن آشنا شوید. حتی اگر به دنیای واکنش های شیمیایی و الکتروشیمی علاقه ای نداشته باشید اما به دلیل اینکه باتری فلز هوا نقش مهمی در آینده جامعه خواهد داشت، پیشنهاد می دهیم با این منابع تجدیدپذیر آشنا شوید.

 نگاهی بر ساختار یک باتری فلز-هوا

یک باتری فلز-هوا از یک فلز تشکیل شده است که نقش آند را بازی می‌کند و هوا به عنوان کاتد عمل می‌نماید. کاتد و آند، اجزای اصلی یک پیل الکتروشیمیایی هستند و برای انجام واکنش الکتروشیمیایی و تولید انرژی ضروری می‌باشند؛ در این باتری ها، از اکسیژن هوای محیط استفاده می کند که این عامل وزن باتری را کاهش می دهد.

در مقایسه با سایر باتری ها، بخصوص باتری های لیتیوم دار، باتری های فلز- هوا ارزان‌تر هستند چرا که منبع کاتد آنها اکسیژن هوا است که بدون هزینه در دسترس قرار دارد.

تنها عاملی که در مکانیسم عملکرد باتری های فلز -هوا تاثیر دارد و بر روی قیمت آن منعکس می‌شود، انتخاب فلز مناسب برای آند است؛  برای طراحی آند در باتری های فلز- هوا می توان از فلزاتی کم هزینه و ارزان نظیر آلومینیوم، روی و آهن استفاده کرد.

باتری فلز هوا نه تنها به عنوان منبع تغذیه کوچک وکم حجم برای وسایل الکتریکی قابل حمل استفاده می شود، بلکه برای وسایل نقلیه الکتریکی یک منبع تامین انرژی محسوب می گردد. باتری های فلز هوا می توانند انرژی را ذخیره کنند.

اگر این فناوری توسعه پیدا کند، بسیار کمک خواهد کرد که جریان انرژی بین مولدهای انرژی های تجدید پذیر نظیر توربین های بادی، پانل های فتوولتائیک، شبکه های جریان برق و غیره به خوبی مدیریت شود.

طراحی و تولید باتری فلز- هوا کمک زیادی به روند تامین انرژی در جامعه خواهد کرد. در اختیار داشتن این باطری ها برای هر فرد در خانواده می تواند کاهش هزینه های بخش انرژی برق را به دنبال داشته باشد.

شما به راحتی می توانید با یک باتری بخصوص که از مکانیسم فلز- هوا تبعیت می‌کند، منبع انرژی تجدیدپذیر را به همراه داشته باشید و در هر کجا از آن استفاده کنید.

مقایسه انواع باطری های فلز هوا

در طراحی یک باتری فلز- هوا و انتخاب فلز مناسب به عنوان آند در پیل الکتروشیمیایی، یک فاکتور بسیار مهم با نام “چگالی انرژی” (Energy Density) اهمیت دارد؛ در تمام طراحی ها برای پیکربندی باطری، دسترسی به بالاترین میزان چگالی انرژی مورد توجه قرار می گیرد. به عبارت ساده ‌تر، دانشمندان تلاش می‌کنند نوعی از این باتری ها را طراحی کنند که بیشترین میزان انرژی را تولید و ذخیره کند.

از آن جایی که اکسیژن به طور مستقیم از محیط هوا اطراف تامین می شود، در طول تخلیه باتری به عنوان یک اکسید کننده در کاتد عمل می نماید. بنابراین باتری فلز- هوا، چگالی انرژی بیشتری را تولید می کند.

در حال حاضر، باتری های لیتیوم- هوا بهترین ترکیب هستند برای اینکه بالاترین تراکم انرژی تولید شود. پتانسیلی که در یک باتری لیتیوم- هوا تولید می شود حدود ۳ ولت است که این مقدار برای یک سل الکتروشیمیایی، میزان بالایی است.

باتری آهن- هوا، کمترین تراکم انرژی را دارد و ولتاژی که در داخل سلول الکتروشیمیایی تولید می شود چیزی حدود ۲/۱ ولت است؛ باتری‌های روی- هوا و آلومینیوم- هوا به دلیل ملاحظات آلودگی یا اثرات فلزات بر سلامتی و همچنین قیمت روی و آلومینیوم برای تولید باتری، هنوز هم مورد مطالعه قرار دارند.

باتری هایی که از فلزات ارزان قیمت و سازگار با محیط زیست طراحی شده اند، می توانند حجم قابل توجهی انرژی الکتریکی را برای وسایل نقلیه یا وسایل الکترونیکی تامین کنند.

باتری هایی بهتر هستند که ترکیب عالی از کاتد، آند و الکترولیت را داشته باشند. در برخی از واکنش های الکتروشیمیایی، واکنش های ناخواسته در آند و انتشار گاز ناخالص کربن دی اکسید و بی ثباتی محیط الکترولیت، مشکلاتی است که هنوز باید به آن پرداخته شود.

برخی از محققان عقیده دارند که شاید بتوان از آلیاژها در بخش آند باطری فلز- هوا استفاده کرد؛ به شرطی که واکنش جانبی رخ ندهد؛ برخی تحقیقات هم ثابت کرده اند نانوکامپوزیت ها یا مواد کربن دار برای جلوگیری از چالش‌ های موجود در بخش آند مناسب اند. همه این ها نیاز به مطالعه و تحقیقات اصولی و دقیق دارد.

آنچه مهم است این که طراحی و تولید این باتری ها، یک انقلاب بزرگ را در فناوری سلول های الکتروشیمیایی و تامین منابع انرژی ایجاد می‌کند؛ این باتری ها (Metal–air) برای به حرکت درآوردن وسایل نقلیه، دوچرخه ها، موتور و خودروها به کار می روند و اگر توسعه پیدا کنند برای وسایل الکترونیک قابل حمل و حتی اینترنت اشیا هم مناسب  است

.

منبع/ آنا