ساخت باتری‌های روی-لیگنین برای ذخیره ارزان‌تر انرژی

پژوهشگران سوئدی، نوعی باتری دوست‌دار محیط‌ زیست را با ترکیب روی-لیگنین ساخته‌اند که می‌تواند امکان ذخیره‌سازی ارزان را برای کشورهایی که برق آنها محدود است، فراهم کند.

به گزارش ایسنا، لیگنین یک محصول ضایعاتی صنعتی از کاغذ و روی است که یک فلز فراوان، قابل بازیافت و ارزان محسوب می‌شود. اگرچه روی در حال حاضر به طور گسترده در باتری‌های یکبار مصرف استفاده می‌شود اما استفاده از آن در باتری‌های قابل شارژ به دلیل مشکلات مربوط به دوام آوردن با مشکل روبه‌رو شده است زیرا با آب موجود در محلول‌های الکترولیت برای تولید گاز هیدروژن و رشد دندریت واکنش نشان می‌دهد.

به نقل از انجینیر، پژوهشگران سوئدی برای غلبه بر این مشکل، از الکترولیت موسوم به «WiPSE» استفاده کردند که روی را تثبیت می‌کند. این گروه پژوهشی که پژوهشگرانی از «دانشگاه‌ لینشوپینگ»(Linköping University)، «دانشگاه کارلستاد»(Karlstad University) و «دانشگاه چالمرز»(Chalmers University) بودند، نشان دادند که یک باتری روی-لیگنین با کمک WiPSE می‌تواند بیش از ۸۰۰۰ بار چرخه داشته باشد و در عین حال، ۸۰ درصد عملکرد خود را حفظ ‌کند.

«ضیاءالدین خان»(Ziyauddin Khan) پژوهشگر دانشگاه لینشوپینگ گفت: باتری پایدار ما یک جایگزین امیدوارکننده است که در آن چگالی انرژی حیاتی نیست. باتری‌های لیتیوم-یونی زمانی سودمند هستند که به درستی استفاده شوند اما می‌توانند با انفجار، بازیافت چالش‌برانگیز و مشکلات ‌محیط زیست و حقوق بشر هنگام استخراج عناصر خاصی مانند کبالت همراه باشند.

وی افزود: هم روی و هم لیگنین بسیار ارزان هستند و باتری ساخته‌شده با آنها به راحتی قابل بازیافت است. اگر هزینه همه چرخه‌های استفاده را محاسبه کنید، باز هم در مقایسه با باتری‌های لیتیوم-یونی، باتری بسیار ارزانی محسوب می‌شود.

به گفته پژوهشگران، باتری روی-لیگنین دارای چگالی انرژی معادل باتری‌های سرب-اسید است اما بدون تکیه بر عناصر سمی ساخته می‌شود. باتری‌هایی که تاکنون در آزمایشگاه ساخته شده‌اند، کوچک هستند اما پژوهشگران باور دارند که می‌توانند واحدهای بزرگ‌تری به اندازه یک باتری خودرو بسازند که با انرژی خورشیدی کار کند و شارژ خود را تا یک هفته نگه دارد. در هر حال، تولید انبوه نیازمند مشارکت شرکای تجاری است.

«ریورانت کریسپین»(Reverant Crispin) استاد الکترونیک دانشگاه لینشوپینگ گفت: پنل‌های خورشیدی نسبتا ارزان شده‌اند و بسیاری از مردم در کشورهای کم‌درآمد آنها را پذیرفته‌اند. با وجود این، خورشید در نزدیکی خط استوا حدود ساعت ۶ بعد از ظهر غروب می‌کند و خانه‌ها و کارها را بدون برق می‌گذارد. امید است که این باتری، حتی با عملکرد پایین‌تر از باتری‌های گرانقیمت لیتیوم-یون بتواند در نهایت یک راه حل را برای این زمان‌ها ارائه دهد.

این پژوهش در مجله «Energy & Environmental Materials» به چاپ رسید.