تولید باتری های روی-هوا از ضایعات صنعت کاغذ
سی دی دریا: یک گروه از پژوهشگران نشان دادند که ضایعات صنعت کاغذ قابل تبدیل به یک نوع باتری «روی- هوا» است.
به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از «جهانِ شیمی»، این باتری تولید شده از سلولز و لیگنین، یک چگالی نیروی بالا را نشان داده و در دمای بالا قابل بهره برداری است و در عین حال مشکل قدیمی رشد دندریت (dendrite) را هم ایجاد نمی کند.
باتری های «روی- هوا» (Zinc–air) به سبب هزینه پایین و چگالی بالای انرژی از محبوبیت برخوردار می باشند. این باتری ها همین طور با محیط زیست سازگار هستند و پروفایل ایمنی خوبی دارند بطوری که هیچیک از خطرات گرمایی در رابطه با باتری های لیتیوم-یونی را ندارند. این مزایا سبب تسهیل استفاده از آنها در وسایل الکترونیکی مانند سمعک می شود.
این باتری بر پایه چوب که توسط «لی ژانگ» از دانشگاه فناوری «کیلو» (Qilu) در کشور چین و همکاران او تولید شده است، از یک کاتالیست تک اتمی آهن به عنوان کاتد هوا و همین طور از لیگنین گرفته شده از نوشیدنی سیاه (black liquor) به عنوان منبع کربن استفاده می نماید.
این مطالعه مشخص کرده است که کاتالیست تک اتمی عملکرد بسیار عالی و ممتازی در حوزه واکنش کاهش اکسیژن نشان میدهد و ناحیه سطحی مشخص از خیلی از کاتالیست های تک اتمی بر پایه آهن فراتر می رود. در مقابل، کاتالیست های تک اتمی سنتی بر پایه فلز، در زمان واکنش های کاهش اکسیژن و تحول اکسیژن اغلب با مشکل انتقال آهسته الکترون رو به رو می شوند.
این باتری همین طور حاوی یک الکترولیت حالت جامد از ارگانوژل الکل پلی وینیل (polyvinyl ) است که با نانوسلولزهای گرفته شده از چوب نیز تقویت شده است.
این الکترولیت تقویت شده با سلولز در مقایسه با الکترولیت های هیدروژل آلکالاین متعارف، انعطاف پذیری و قدرت مکانیکی بهتری نشان داده و همین طور ظرفیت نگهداری آب و رسانایی یونی آن نیز بالا رفته که این مساله پایداری و دوام کارکرد آنرا تضمین می نماید.
این مطالعه خاطرنشان می کند که این باتری «چگالی نیروی بالا و پایداری چرخه ای شایان توجه ای» در طیف دمایی گسترده ای از منفی ۶۰ درجه تا ۵۰ درجه سانتی گراد نشان داده است که تاکیدی بر پتانسیل آن برای کاربردهای پاک و غیرآلاینده ذخیره سازی و تبدیل انرژی است.
علاوه بر کاربردهای باتری های روی -هوا در وسایلی مانند سمعک همین طور علاقه فزاینده ای به کاربرد این باتری ها در ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ تر به خصوص در محیط های چالشی تر وجود دارد. با اینحال این یک مطالعه در مقیاس کوچک با بهره گیری از یک منبع واحد چوب به خصوص چوپ اکالیپتوس بوده است و برای کاربردهای گسترده تر باید به سوالاتی درباب استفاده از منابع چوب دیگر هم پاسخ داده شود.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب