باتری‌ها ۲۰۲۴
Batteries 2024

با توجه به رشد جمعیت و افزایش روزافزون تقاضای انرژی، تلاش‌های گسترده‌ای برای توسعه دستگاه‌های کارآمد ذخیره‌سازی انرژی در حال انجام است. تحقیقات متعددی به منظور بررسی جنبه‌های گوناگون باتری‌ها برای افزایش چگالی انرژی، ذخیره‌سازی بار و پایداری آن‌ها صورت می‌گیرد. این کتاب به بررسی دقیق اجزای مهم توسعه باتری، مانند الکترودها، الکترولیت‌ها، مواد فعال و ساختار باتری می‌پردازد.

کتاب با مزایا و محدودیت‌های باتری‌های لیتیوم-یونی، که به عنوان نمادی در این حوزه شناخته می‌شوند، آغاز شده و سپس به معرفی سایر باتری‌های فلزی مانند باتری‌های پایه روی، سدیم، فلز-هوا و منیزیم می‌پردازد. به طور خاص، باتری‌های لیتیوم-گوگرد که می‌توانند چگالی انرژی بالایی تولید کنند، مورد بررسی قرار می‌گیرند. در ادامه، فیزیک حاکم بر پویایی انتقال الکترولیت‌های پلیمری حالت جامد مورد بحث قرار می‌گیرد. مواد فعال ردوکس، عمدتاً پلیمرها و مولکول‌های آلی، برای درک بهتر و گسترش گزینه‌های توسعه باتری گنجانده شده‌اند. در نهایت، وابستگی بالای فناوری کنونی باتری‌ها به ترکیب جنبه‌های طراحی باتری و منابع برق تجدیدپذیر، که منجر به تولید باتری‌های جریانی احیاکننده شده است، مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.

این کتاب با همکاری متخصصان این حوزه به نگارش درآمده و پیشرفت‌های اخیر را پوشش می‌دهد که برای اساتید و محققان در زمینه‌های ذخیره‌سازی انرژی، الکتروشیمی، توسعه مواد و شیمی پایدار جذاب خواهد بود.

Immense efforts are being made to develop efficient energy-storage devices to cater to the constantly increasing energy demand due to population growth. Research is being carried out to explore the various aspects of batteries to increase their energy density, charge storage, and stability. This book discusses in detail the important components of battery development, such as electrodes, electrolytes, active materials, and battery construction. It starts with the advantages and limitations of the hallmark lithium-ion batteries, evolving to the introduction of other metal-based batteries such as zinc-, sodium-, metal–air-, and magnesium-based batteries. It specifically reviews lithium–sulfur batteries, which can produce high energy densities. It subsequently discusses the physics behind the transport dynamics of solid-state polymer electrolytes. It includes redox-active materials, mainly polymers and organic molecules, for further understanding and expanding the options of battery development. It finally analyzes the high dependence of the current technology of batteries on the combination of battery design aspects and renewable electricity sources, which has resulted in regenerative flow batteries. With chapters written by experts in the field, the book covers the recent advances that will be of interest to academics and researchers in the fields of energy storage, electrochemistry, materials development, and sustainable chemistry.