باتری های سازگار با محیط زیست

باتری های سازگار با محیط زیست

در باتری های هوا-لیتیوم، اکسیژن هوا با لیتیم ترکیب شده و تشکیل پراکسید لیتیم می دهد که می تواند انرژی الکتریکی تولید کند. هنگامی که باتری شارژ می شود این فرایند متوقف شده و عکس آن اتفاق می افتد یعنی اکسیژن آزاد می شود. “air-breathing” از آنجایی که اکسیژن باتری از اتمسفر تامین می شود لذا بسیار سبک می باشد. نکته اصلی این است که انرژی باتری هوا-لیتیم نسبت به باتری های یون لیتیم بسیار بالاتر است و انرژی تولیدی آن حدودا 12KWh/Kgبوده که 15 برابر بیشتر از یون لیتیم است حتی قابل مقایسه با بنزین می باشد. باتری های لیتیومی کنونی قابل مقایسه با سوخت فسیلی نیستند لذا نمی توانند جایگزین سوخت خودروها شوند زیرا که تنها 160 کیلومتر را پیموده و تخلیه می شوند. شاید تا 10 سال دیگر که باتری های لیتیومی جایگزین سوخت بنزینی گردند. باتری های لیتیومی ایده جدیدی نیستند آن ها از سال 1970 مطرح شده اما با تکنولوژی معاصر قابل اجرا شده.

نسل جدید باتری لیتیومی

امروزه استفاده از باتری های لیتیومی کاربرد وسیعی پیدا کرده. نسل ‌آینده باتری های لیتیومی از جنس نانو ذرات اکسید آهن می توانند مسافت طی شده توسط خودروهای برقی را افزایش دهند. اما برای دست یابی به پیشرفت های بیشتر چند چالش اساسی پیش روی دانشمندان است از جمله افزایش زمان شارژ و تخلیه. محققان دانشگاه MIT با استفاده از یک ویروس جهش یافته، عملکرد باتری های لیتیومی را به طور چشمگیری افزایش دادند. آن ها با استفاده از ویروس M13 ، نانوسیم هایی را که هر یک حدود 80 نانومتر است (به اندازه یک گلبول قرمز)تولید کردند که می تواند به عنوان یک الکترود عمل کند. نکته مهم در این طرح افزایش مساحت سیم در نتیجه افزایش آن منطقه ای است که فعالیت شیمیایی در آن صورت می گیرد. ویروس می تواند مولکول فلزات را از آب جذب کند و از آن برای اتصال الکتریکی استفاده کند. در این روش سیم ها از جنس اکسید منگنز بوده که از ویروس تهیه شده اند و برای باتری لیتیومی مناسب می باشند. اما بر خلاف سیم های معمولی که از روش های شیمیایی ساخته می شوند دارای سطوحی ناصاف و ناهمگون بوده که سطح مقطع را افزایش می دهد. افزایش سطح های تولید شده در این شیوه نرخ شارژ باتری های لیتیومی را تا حد زیادی افزایش داده. این فرایند مزیت های بالقوه دیگری نیز دارد، برخلاف روش های شیمیایی که در درجه حرارت بالا صورت گرفته و خطرناک است این فرایند را می توان در دمای اتاق و به کمک آب انجام داد. در این فرایند با استفاده از مقدار کمی فلز پالادیوم می توان هدایت الکتریکی نانوسیم ها را افزایش داد و به کاتالیز واکنش در طول شارژ و تخلیه کمک کرد. بچلر محقق MIT اظهار دارد که این تحقیقات در مراحل اولیه است و کار بسیار بیشتری برای تولید باتری های لیتیومی تجاری پیش رو است. در ساخت این باتری از یک نوع صدف دریایی به نام آبالون الهام گرفته شده است. این صدف با کمک همین ویروس، کلسیم موجود در آب دریا را دریافت می کند تا در داخل پوسته خود رشد کند.
نسل جدید باتری لیتیومی

تالار مهندسی محیط زیست نواندیشان


درباره نویسنده

مطالب مرتبط

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *