ساخت باتری های با بهره وری بالا از پوست خرچنگ و میگو

با افزایش تقاضا برای انرژی های تجدیدپذیر و وسایل نقلیه الکتریکی تقاضا برای ساخت باتری با قابلیت ذخیره انرژی تولید شده و قدرت موتورها نیز افزایش یافته است.

به گزارش تک ناک، در مقاله ای که در اول سپتامبر در مجله Matter منتشر شد، دانشمندان یک باتری از جنس روی با یک الکترولیت زیست تخریب پذیر از یک منبع غیرمنتظره – پوسته خرچنگ – ایجاد کردند.
لیانگ‌بینگ هو، سرپرست مرکز نوآوری مواد دانشگاه مریلند و نویسنه اصلی این مقاله، می‌گوید: مقدار زیادی باتری در حال ساخت و مصرف است که احتمال بروز مشکلات زیست‌محیطی را افزایش می‌دهد». به عنوان مثال، جداکننده‌های پلی پروپیلن و پلی کربنات که به طور گسترده در باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌شوند، صدها یا هزاران سال طول می‌کشد تا تخریب شوند و بر محیط زیست اضافه می‌شوند.

باتری ها از یک الکترولیت برای جابجایی یون ها بین پایانه مثبت و منفی استفاده می کنند. الکترولیت می تواند مایع، خمیر یا ژل باشد و بسیاری از باتری ها از مواد شیمیایی قابل اشتعال یا خورنده برای این کار استفاده می‌کنند. این باتری جدید  می تواند انرژی را از منابع باد و خورشید در مقیاس بزرگ ذخیره کند، از یک الکترولیت ژلی از ماده بیولوژیکی به نام کیتوزان استفاده می کند.

هو می‌گوید: کیتوزان یک محصول مشتق از کیتین است. کیتین منابع زیادی دارد، از جمله دیواره‌های سلولی قارچ‌ها، اسکلت بیرونی سخت‌پوستان و قلم‌های ماهی مرکب. فراوان ترین منبع کیتوزان اسکلت بیرونی سخت پوستان از جمله خرچنگ‌های دریایی و میگو است که به راحتی از ضایعات غذاهای دریایی به دست می آید و شما می توانید آن را روی میز خود پیدا کنید.

یک الکترولیت زیست تخریب پذیر به این معنی است که حدود دو سوم باتری می تواند توسط میکروب ها تجزیه شود . این الکترولیت کیتوزان در عرض پنج ماه کاملاً تجزیه شده و عنصر فلزی آن، در این مورد روی، به جای سرب یا لیتیوم باقی می‌ماند که قابلیت بازیافت دارد.

هو می گوید: روی در پوسته زمین بیشتر از لیتیوم موجود است. به طور کلی، باتری های روی توسعه یافته ارزان تر و ایمن تر هستند. این باتری روی و کیتوزان دارای راندمان انرژی 99.7 درصد پس از 1000 چرخه باتری است که آن را به گزینه ای مناسب برای ذخیره انرژی تولید شده توسط باد و خورشید برای انتقال به شبکه های برق تبدیل می کند.
هو و تیم او امیدوارند که با کار بر روی ساخت باتری‌ های حتی سازگارتر با محیط زیست، از جمله طی فرآیند تولید، ادامه دهند. هو می‌گوید: امیدوارم در آینده همه اجزای باتری‌ها تجزیه‌پذیر باشند. نه تنها خود ماده، بلکه فرآیند ساخت بیومواد را نیز در بر گیرد.