دانشمندان چینی و استرالیایی مراحل اولیه برای تولید اولین باتری غیر سمی ایمن و کارآمد را با موفقیت به پایان رسانده اند و استاندارد جدیدی را برای ایمنی و عملکرد باتری تعیین کرده اند.
به گزارش تکناک، در حالی که باتریها به بخشی ضروری از زندگی روزمره ما تبدیل شدهاند، باتریهای یکبار مصرف سنتی به شدت محیط را آلوده میکنند و حاوی مواد خطرناکی مانند سرب، کادمیوم و جیوه هستند که بازیافت آنها فوقالعاده چالش برانگیز است.
دانشمندان تاکید میکنند که این مواد سمی میتواند باعث مسمومیت انسان ها و حیوانات و همچنین آلوده شدن خاک و آب در طول زمان شود.
اجزای باتری های غیر سمی
باتری های جدید با استفاده از مواد خاصی به نام رادیکال های آلی پایدار ساخته شده اند که یک عنصر حیاتی به نام 2,2,6,6-تترامتیل پیپریدیل-1-اکسی – که به طور معمول TEMPO نامیده می شود – را در بر دارند.
آنها باتری غیر سمی جدید به جای استفاده از مواد شیمیایی زیان آور، از الکترولیت های پایه آب استفاده می کنند. این الکترولیت های پایه آب، کمک کردند تا اولین طراحی باتری های رادیکال آلومینیومی که طبق گفته پژوهشگران هم ضد آتش و هم ثابت در برابر هوا هستند، توسعه یابد.
محققان بیان کردند: این عنصر خروجی ولتاژ پایداری به میزان 1.25 ولت و ظرفیتی به میزان 110 میلی آمپر بر گرم در بیش از 800 چرخه با تنها 0.028 درصد هدر رفت در هر چرخه ارائه می دهد.
ترکیب این باتری های غیر سمی باعث ذخیرهسازی انرژی به صورت کار آمد و غیر اشتعال بودن این باتری ها می شود . این امر پتانسیل افزایش بهرهوری هزینه و ارائه راه ایمن برای ذخیرهسازی انرژی برای کاربردهای مختلف را افزایش میدهد.
در بیانیه این مطالعه آمده است که پروفسور ژونگفن جیا، از دانشگاه Flinders امیدوار است در آینده بتواند از مواد قابل تجزیه برای توسعه باتریهای نرم استفاده کند تا باتری ها ایمن تر و پایدارتر شوند.
علاوه بر این، باتریهایی که از یونهای فلزی چند ارزشی به ویژه – Al3+، Zn2+ یا Mg2+ ساخته شدهاند، از عناصر فراوان پوسته زمین استفاده میکنند و تراکم انرژی بسیار بیشتری نسبت به باتریهای لیتیوم-یونی متداول (LIBs) ارائه میدهند.
موانع پیش روی باتری های غیر سمی جدید
جیا گفت: باتریهای آلومینیوم-یونی (AIBs) به دلیل اینکه آلومینیوم سومین عنصر فراوان (8.1%) است، توجه زیادی را به خود جلب میکنند که این امر باتریهای AIBs را تبدیل به یک سیستم ذخیرهسازی انرژی پایدار و کم هزینه میکند.
یکی از چالشهای عمدهای که دانشمندان با آن مواجه هستند، حرکت کند ترکیبات یونی Al3+ است که میتواند باعث شود باتریها کارآمدی کاتد خود را کاهش دهند.
پژوهشگران میگویند که پلیمرهای مرتبط آلی در حال ظهور به عنوان کاتدهای AIBs هستند تا به مسئله حمل و نقل یون رسیدگی کنند، اما عملکرد خروجی ولتاژ باتری آنها هنوز ضعیف است.
پژوهشگران میگویند.:این مواد رادیکال تا به حال در AIBs به دلیل عدم درک واکنش (الکترو) شیمیایی آنها در الکترولیتها کاربردی نداشتهاند.
