کدخبر: ۱۰۱۶۲۳ لینک کوتاه

باتری های مبتنی بر آب، قابل شارژ و دوستدار محیط زیست

باتری های لیتیوم -یونی امروزه کاربرد بسیاری در ابزار های قابل حمل دارند، هرچند این باتری ها نقاط ضعفی نیز چون مشکلات گرمایشی و همچنین نیاز به استفاده از مواد سمی و کمیاب آن را تبدیل به یک فناوری با محدودیت استفاده ی پایین کرده است، از این رو دانشمندان باتری های مبتنی بر آب را توسعه داده اند.

به گزارش اقتصاد نیوز به نقل از زومیت، گروهی از دانشمندان در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی درصدد یافتن جایگزینی برای باتری‌های لیتیوم‌-یونی هستند و در این بین به نتایجی نیز دست یافته‌اند. این گروه موفق به توسعه‌ باتری‌هایی مبتنی بر آب شده‌اند که نه‌تنها بسیار ارزان‌تر از نمونه‌های لیتیوم‌-یونی هستند، بلکه از نظر اثرات سوء محیط زیست نیز یکی از بهترین نمونه‌های موجود هستند. همچنین برخلاف باتری‌هایی لیتیوم‌-یونی می‌توان از این باتری‌ها در ابعاد بزرگ‌تر و برای ذخیره‌ی مقدار بیشتری از انرژی حاصل از باتری‌های خورشیدی و توربین‌های بادی استفاده کرد.
 
 فناوری توسعه‌داده شده توسط تیم USC با نام Organic Redux Flow Battery شناخته می‌شود. ساختار این باتری مشابه باتری‌هایی شیمیایی است. از جمله‌ی چنین باتری‌هایی می‌توان به نمونه‌های توسعه داده شده برای استفاده در پهپادهای Helios ناسا اشاره کرد. این باتری‌ها از دو مخزن برای نگه‌داری مواد شیمیایی فعال شده از نظر الکتریکی، بهره می‌برند که در زمان استفاده به درون سلول‌های باتری که با استفاده از صفحات باریکی از هم جدا شده‌اند، سرازیر می‌گردد. با ایجاد واکنش بین صفحات نازک درون سلولی و ماده‌ی شیمیایی پمپاژ شده، نیروی الکتریکی مورد نیاز تامین می‌شود.
 
براساس اطلاعات ارائه شده توسط این تیم، مخازن مورد استفاده می‌تواند در سایزهای مختلفی باشد، انرژی ذخیره شده نیز رابطه‌ی مستقیمی با اندازه‌ی مخازن مورد استفاده دارد. باتری‌های جریانی در مقایسه‌ با باتری‌های لیتیوم-یونی، عمر مفید بهتری نیز دارند.
 
Sri Narayan، پرفسور شیمی در کالج دُرن‌سایف دانشگاه کالیفرنیای جنوبی در مورد این عمر مفید باتری‌ها اطلاعاتی ارائه کرده است:
 
این باتری‌ها قادرند تا  5,000 بار شارژ شوند که عمر مفید 15 ساله را برای این نمونه‌ها به ارمغان آورده است، در حالی که باتری‌هایی لیتیوم -یونی حداکثر عمر مفید 1,000 چرخه‌ی شارژ دارند و هزینه‌‌‌ تولید این باتری‌ها نیز 10 برابر بیشتر از باتری‌های مبتنی بر آب است.

تفاوت‌ عمده‌ باتری‌ها، جریانی توسعه داده شده در مواد رسانایی است که در این باتری‌ها به‌کار گرفته شده است. توسعه‌دهندگان در این باتری‌ها به جای استفاده از مواد سمی و همچنین کمیاب، از مواد آلی استفاده کرده‌اند. این تیم با آزمایش و خطا قادر به تولید موادی براساس مواد آلی اکسیده، شده‌اند که می‌توان در گیاهان، باکتری‌ها و برخی از حیوانات یافت می‌شود. ماده‌ مورد نظر در فرآیند فوتوسنتز و همچنین تنفس سلولی حضور دارد.
 
تیم توسعه‌ دهنده‌ این باتری‌ها، آینده‌ی فناوری تولید چنین باتری‌هایی را بسیار روشن پیش‌بینی کرده است. هم‌اکنون مواد مورد استفاده برای تولید این باتری‌ها از هیدروکربن‌ها حاصل می‌شود، اما این تیم امیدوار است تا در آینده‌ی نزدیک قادر به حصول مواد مورد نیاز از دی‌اکسیدکربن باشد.