این باتری که می‌تواند بیش از ۸۰۰۰ بار استفاده شود توسط محققان دانشگاه لینکوپینگ، سوئد، با چشم‌انداز ارائه یک راه‌حل باتری ارزان و پایدار برای کشورهایی که محدودیت دسترسی به برق دارند، ایجاد شده است.

پنل‌های خورشیدی به‌نسبت ارزان شده‌اند و بسیاری از مردم در کشورهای کم‌درآمد از آن‌ها استفاده کرده‌اند. با این حال، نزدیک خط استوا، خورشید در حدود ساعت ۶ غروب می‌کند و خانه‌ها و مشاغل را بدون برق می‌گذارد.

ریورانت کریسپین، استاد الکترونیک آلی در دانشگاه لینکوپینگ، می‌گوید: امید این است که این فناوری باتری، حتی با عملکرد پایین‌تر از باتری‌های گران‌قیمت لیتیوم یون، در نهایت راه‌حلی برای این شرایط ارائه دهد.

لازم به‌ذکر است، باتری لیتیوم-یون یک خانواده از باتری‌های قابل شارژ است که در آن در زمان تخلیه، یون‌های لیتیوم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت و در هنگام شارژ شدن در خلاف جهت حرکت می‌کنند.

گروه تحقیقاتی کریسپین در آزمایشگاه الکترونیک ارگانیک، همراه با محققان دانشگاه کارلستاد و چالمرز، باتری‌ای را ساخته‌اند که بر پایه روی و لیگنین، دو ماده مقرون به‌صرفه و سازگار با محیط زیست است. از نظر چگالی انرژی، با باتری‌های سرب اسیدی قابل مقایسه است اما بدون سرب که سمی است.

باتری پایدار است، زیرا می‌توان از آن در بیش از ۸۰۰۰ چرخه استفاده کرد و در عین حال حدود ۸۰ درصد از عملکرد خود را حفظ می‌کند. علاوه بر این، باتری حدود یک هفته شارژ خود را حفظ می‌کند، به‌طور قابل توجهی بیشتر از سایر باتری‌های مشابه مبتنی بر روی که تنها در عرض چند ساعت تخلیه می‌شوند.

اگرچه باتری‌های مبتنی بر روی در حال حاضر در بازار، بیشتر به‌عنوان باتری‌های غیرقابل شارژ هستند، اما پیش‌بینی می‌شود که مکمل و در برخی موارد جایگزین باتری‌های لیتیوم یونی شوند، زمانی که در درازمدت ویژگی قابلیت شارژ مجدد آن‌ها به‌درستی عرضه شود.

ضیاءالدین خان، محقق آزمایشگاه الکترونیک ارگانیک ابراز کرد: در حالی که باتری‌های لیتیوم یونی زمانی مفید هستند که به‌درستی به‌کار گرفته شوند، اما هنگامی که عناصر خاصی مانند کبالت استخراج می‌شوند، می‌توانند منفجر شوند، بازیافت چالش‌برانگیز داشته باشند و از نظر مسائل زیست محیطی و حقوق بشری مشکل‌ساز باشند. بنابراین، باتری پایدار ما جایگزین امیدوارکننده‌ای است که در آن چگالی انرژی حیاتی نیست.

مشکل باتری‌های روی در درجه اول دوام ضعیف به‌دلیل واکنش روی با آب در محلول الکترولیت باتری است. این واکنش منجر به تولید گاز هیدروژن و رشد زائده‌های روی می‌شود و باتری را به‌طور اساسی غیر قابل استفاده می‌کند.

برای تثبیت روی، از ماده‌ای به‌نام پلی‌آکریلات پتاسیم بر پایه آب در الکترولیت نمک پلیمر استفاده می‌شود. آنچه اکنون محققان در لینکوپینگ نشان داده‌اند این است که وقتی این ماده در باتری‌های حاوی روی و لیگنین استفاده می‌شود، پایداری بسیار بالایی دارد.

ضیاءالدین خان اظهار کرد: روی و لیگنین هر دو بسیار ارزان هستند و باتری به‌راحتی قابل بازیافت است و اگر هزینه هر چرخه استفاده را محاسبه کنید، در مقایسه با باتری‌های لیتیوم یون، باتری بسیار ارزانی می‌شود.

در حال حاضر، باتری‌های توسعه‌یافته در آزمایشگاه کوچک هستند. با این حال، محققان بر این باورند که به کمک فراوانی لیگنین و روی ارزان‌قیمت، می‌توانند باتری‌های بزرگی، به‌طور تقریبی به اندازه یک باتری خودرو بسازند. با این حال، تولید انبوه نیاز به مشارکت یک شرکت دارد.

ریورانت کریسپین تاکید کرد که موقعیت سوئد به‌عنوان کشوری با نوآوری، این کشور را قادر می‌سازد تا به کشورهای دیگر در اتخاذ جایگزین‌های پایدارتر کمک کند.

وی خاطرنشان کرد: ما می‌توانیم آن را به‌عنوان وظیفه خود بدانیم که به کشورهای کم‌درآمد کمک کنیم تا از اشتباهاتی که ما مرتکب شدیم، اجتناب کنند. وقتی زیرساخت‌های خود را ایجاد می‌کنند، باید بلافاصله با فناوری سبز شروع کنند. اگر فناوری ناپایدار عرضه شود، میلیاردها نفر از آن استفاده خواهند کرد و منجر به فاجعه‌ای آب‌وهوایی می‌شود.

یافته‌های این تحقیق در مجله Energy & Environmental Materials منتشر شده است.

منابع

https://www.sciencedaily.com/

https://www.eurekalert.org/

انتهای پیام