محققان یک باتری کاغذی تولید کرده‌اند که از آب و هوا نیرو تولید می‌کند!

باتری‌های لیتیومی و قلیایی را کنار بگذارید، اکنون نوبت منیزیم ممکن است که قدرت بعدی در دنیای باتری باشد. مطالعات جدید نشان داده‌اند که یک دستگاه کاغذی ذخیره انرژی مبتنی بر منیزیم می‌تواند ایمن‌تر و قدرتمندتر از دیگر رقبای فلزی خود باشد.

باتری های منیزیم، لیتیوم و فلز-هوا

مقدار منیزیم زمین بسیار بیشتر از لیتیوم است. یون‌های منیزیم نیز دارای چگالی انرژی بالاتر و دو بار مثبت هستند در حالیکه یون‌های لیتیوم کوچکتر بوده و یک بار مثبت دارند.

شما احتمالاً بیشتر با باتری‌های لیتیوم و لیتیوم یون آشنا هستید. آنها در چراغ‌قوه‌ها، دوربین‌ها، سیستم‌های امنیتی و حتی تلفن‌های همراه، تبلت‌ها، دستگاه‌های بخارپز، ابزارها، دوچرخه‌های الکترونیکی و باتری‌های فلزی-هوا از اکسیژن برای تولید برق استفاده می‌کنند.

با این حال، باتری منیزیم-هوا (Mg-air) که در دانشگاه توهوکو توسعه یافته یک نوآورای جدید است. پیش از نکات دیگر باید گفت که محققان آن را از کاغذ ساخته‌اند و با آب نیز کار می‌کند!

باتری منیزیم-هوای مبتنی بر کاغذ!

در یک مطالعه جدید و جذاب، محققان از سیستم تنفسی گیاهان برای ساخت باتری منیزیم-هوا (Mg-air) الهام گرفته‌اند.

نویسندگان این مطالعه می‌گویند:

ما فکر می‌کردیم اگر سیستمی که در آن، کاغذ، الکترولیت را با نیروی مویرگی جذب می‌کند (مانند گیاهان که آب را از زمین می‌مکند)، بتواند برای باتری‌های منیزیم-هوا اعمال شود، مشکل حل شدن منیزیم در الکترولیت و خودتخلیه‌شدن آن حل خواهد شد.

به عبارت دیگر، “عملکرد باتری به کاغذ جاذب آب بستگی دارد.”

دستگاه‌های مبتنی بر کاغذ، استفاده از فلزات و پلاستیک‌ها را کاهش می‌دهند، بنابراین این باتری منیزیم-هوا کمترین خطر را برای محیط زیست ایجاد می‌کند. باتری‌های فلزی-هوا، به طور معمول، بدون در نظر گرفتن مضرات آن برای طبیعت، از فلزات سنگین استفاده می‌کنند.

این باتری‌ها را نمی‌توان به‌سادگی دور انداخت، حتی اگر حاوی فلزات سنگین در مقادیر کم باشند، آنها هنوز هم برای محیط زیست خطرناک هستند. با این حال باتری‌های کاغذی یکبار مصرف هستند!

باتری سازگار با محیط زیست که عملکردی بالا را ارائه می‌دهد!

در نهایت، باتری منیزیم-هوای مبتنی بر کاغذ دارای عملکرد بالایی است. با این حال یکی از موانعی که دانشمندان در استفاده از منیزیم به عنوان منبع انرژی با آن روبه‌رو بوده‌اند، میزان کم تحرکی آن است چراکه یون‌های لیتیوم سریعتر حرکت می‌کنند.

مطالعات قبلی نشان داده‌اند که یون‌های منیزیم را می‌توان برای داشتن سرعت تحرک سریع‌تر دستکاری کرد. از این گذشته، هیچ‌کس نمی‌خواهد ساعت‌ها و ساعت‌ها منتظر بماند تا وسایل الکترونیکی خودشان شارژ شوند!

این باتری منیزیم-هوای کاغذی، خود را در دو سطح تثبیت می‌کند و می‌تواند اولین وسیله ذخیره‌سازی انرژی سازگار با محیط زیست باشد که استانداردهای عملکردی بالایی را برآورده می‌کند، ماده ای به‌نازکی کاغذ ممکن است فلزات سنگین وزن را از رینگ بیرون بیاندزاد!

منبع: Interestingengineering