محققان با پوسته خرچنگ باتری بازیافتی از جنس روی ساختند - فروشگاه کامپیوتر

به گزارش فروشگاه کامپیوتر به نقل از نیواطلس، باتری های لیتیومی برای ذخیره سازی انرژی تنو پذیر در مقیاس انبوه نقش مهمی ایفا می نمایند، اما فراوری آن ها بسیار پرهزینه بوده و خطر آتش سوزی را نیز به همراه دارد. باتری های مبتنی بر روی یکی از جایگزین های ارزان تر و ایمن تر هستند و یک آنالیز نو نشان می دهد پوسته های خرچنگ آنها را بسیار پایدارتر می نماید.

انتظار می رود تقاضا برای ذخیره انرژی در ماه های آینده افزایش یابد، زیرا ما بیشتر به انرژی های تتازه پذیر و وسایل نقلیه الکتریکی برای حمل و نقل تکیه می کنیم. در حالی که باتری های لیتیوم یونی که امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، به خوبی به ما یاری می نمایند، اما جایگزین های دیگری نیز وجود دارند که عمر طولانی مدت بیشتری دارند.

استخراج لیتیوم گران است و با هزینه های زیست محیطی همراه است، و باتری هایی که از آن استفاده می نمایند برای فرآیندهای بازیافت مناسب نیستند.

لیانگ بینگ هو، مدیر مرکز نوآوری مواد دانشگاه مریلند، می گوید: میزان زیادی باتری در حال فراوری و مصرف است که احتمال بروز مسائل زیست محیطی را افزایش می دهند. به عنوان مثال، جدانماینده های پلی پروپیلن و پلی کربنات که به طور گسترده در باتری های لیتیوم یونی استفاده می شوند، صدها یا هزاران سال طول می کشد تا تخریب شوند و محیط زیست را آلوده می نمایند. روی در پوسته زمین بیشتر از لیتیوم موجود است. به طور کلی، باتری های روی مقرون به صرفه تر و ایمن تر هستند.

با این حال، یک مانع بزرگ در این زمینه، عمر کوتاه باتری های مبتنی بر روی است و دانشمندان تاکید زیادی بر توسعه نسخه هایی دارند که به طور قابل اعتماد دوباره شارژ می شوند. برای حل مشکل شارژ مجدد و پایدار از یک راه چاره منحصر به فرد استفاده شده است.

یک باتری روی، یون هایی را می فرستد که بین آند روی و کاتد در محلول الکترولیت به عقب و جلو حرکت می نمایند. محلول های الکترولیت معمولی در باتری های لیتیومی حاوی مواد شیمیایی قابل اشتعال و خورنده هستند، اما محققان یک الکترولیت از ژل را برای استفاده با آند روی ساخته اند که از یک ماده طبیعی به نام کیتوزان ساخته شده است.

کیتوزان یک محصول مشتق از کیتین است. برای تأمین کیتین منابع زیادی وجود دارد، از جمله دیواره سلولی قارچ ها، اسکلت بیرونی سخت پوستان و ماهی مرکب. فراوان ترین منبع کیتوزان اسکلت خارجی سخت پوستان از جمله میگو و خرچنگ است که به راحتی از غذاهای دریایی به دست می آید.

باتری روی با استفاده از الکترولیت تازه خود عملکرد چشمگیری داشت و از تشکیل و رشد شاخک هایی که می تواند عملکرد باتری را مختل کند، جلوگیری شد. راندمان 99.7٪ در 1000 بار استفاده مزیت دیگر این باتری بود.

به علت طراحی سازگار با محیط زیست، حدود دو سوم این باتری می تواند به وسیله میکروب ها تجزیه گردد، در حالی که الکترولیت کیتوزان می تواند در عرض پنج ماه کاملاً تجزیه گردد و روی به جای مانده را نیز می توان بازیافت کرد.