تبدیل باتریهای قدیمی و ضایعات کاغذ به باتری سبز؛ نوآوری دانشمندان برای ذخیرهسازی انرژی پایدار
به گزارش فانی لند به نقل از تجارت نیوز
دانشمندان با روشی نوآورانه توانستهاند باتریهای دورریخته تلفن همراه و ضایعات صنعتی کاغذ را به مادهای پیشرفته برای باتریهای سدیم-یون تبدیل کنند؛ دستاوردی که هم هزینه تولید را کاهش میدهد و هم اقتصاد چرخشی را تقویت میکند.
به گزارش تجارت نیوز، در حالیکه جهان با افزایش تقاضا برای انرژی پاک روبهروست، دانشمندان به دنبال راهحلهایی هستند که هم مقرونبهصرفه باشد و هم به محیطزیست آسیب نزند. حالا گروهی از محققان در دانشگاه کشاورزی شنیانگ چین موفق شدهاند با ترکیب فناوری پیشرفته و مفهوم اقتصاد چرخشی، روشی پایدار برای تبدیل ضایعات به مواد پیشرفته ذخیره انرژی ارائه دهند؛ روشی که میتواند آینده باتریها را متحول کند.
تولد یک ماده باتری از دل زبالهها
در این فناوری جدید، باتریهای مستعمل تلفن همراه و لیگنین صنعتی (مادهای که بهعنوان محصول جانبی تولید کاغذ و سوخت زیستی به مقدار زیاد تولید میشود) به یک کامپوزیت پیشرفته تبدیل میشوند. این ماده ترکیبی از سولفیدهای نیکل-کبالت و کربن مشتقشده از لیگنین است و هنگامی که بهعنوان آند باتری سدیم-یون آزمایش شد، عملکرد الکتروشیمیایی بسیار مطلوبی نشان داد.
محققان برای ساخت این ماده از روش «سنتز هیدروترمال» استفاده کردند؛ فرایندی که امکان استخراج فلزات ارزشمند مانند نیکل و کبالت را از باتریهای دورریختهشده فراهم میکند. سپس این ترکیبات با کربن حاصل از لیگنین ترکیب شدند تا ساختاری پایدار و رسانا ایجاد شود.
چرا باتری سدیم-یون مهم است؟
به گفته پژوهشگران، باتریهای سدیم-یون به دلیل فراوانی طبیعی سدیم، هزینه پایین و سازگاری زیستمحیطی، گزینهای جذاب برای آینده ذخیره انرژی محسوب میشوند. با این حال، یکی از چالشهای اصلی این فناوری، یافتن مواد الکترودی کارآمد بوده است. تیم تحقیقاتی تأکید میکند که استفاده از منابع زائد میتواند راهحلی عملی برای این مشکل باشد و همزمان مسیر جدیدی برای بازیافت ایجاد کند.
عملکرد چشمگیر در آزمایشها
نتایج آزمایشگاهی نشان داد این ماده جدید توانسته است به ظرفیت تخلیه اولیه بیش از ۱۰۰۰ میلیآمپر ساعت بر گرم دست یابد؛ رقمی قابل توجه که نشاندهنده توان ذخیره انرژی بالای آن است. حتی در شرایطی که چگالی جریان بالا بود و تقاضای توان افزایش مییافت، عملکرد الکترود همچنان پایدار باقی ماند. پژوهشگران اعلام کردند که این ماده در سرعتهای شارژ و دشارژ بالا نیز ظرفیت قابل توجهی حفظ میکند، موضوعی که برای کاربردهای عملی بسیار حیاتی است.
ساختار ویژه این کامپوزیت باعث میشود انتقال یونهای سدیم به شکل کارآمد انجام شود و در عین حال، یکپارچگی ساختاری الکترود در بلندمدت حفظ گردد. لیگنین در این ساختار نقش پوشش کربنی مستحکم را ایفا میکند که هم رسانایی الکتریکی را افزایش میدهد و هم الکترود را پایدار میسازد؛ در حالی که سولفیدهای فلزی بازیابیشده، جایگاههای واکنش لازم برای ذخیره یون سدیم را فراهم میکنند.
گامی مهم در مسیر اقتصاد چرخشی
این فناوری همزمان دو چالش زیستمحیطی را هدف قرار میدهد: کاهش زبالههای الکترونیکی و استفاده مفید از محصولات جانبی صنعتی. سالانه میلیونها باتری دور انداخته میشوند و در صورت عدم بازیافت، میتوانند به آلودگی خاک و آب منجر شوند. این روش نهتنها راهی برای استفاده مجدد از این زبالهها ارائه میدهد، بلکه لیگنین صنعتی را نیز به مادهای ارزشمند در صنعت انرژی تبدیل میکند.
پژوهشگران توضیح دادهاند هدفشان فراتر رفتن از بازیافت سنتی بوده است؛ آنها میخواستند نشان دهند زبالهها میتوانند مستقیماً به مواد پیشرفته انرژی تبدیل شوند. به باور آنان، این رویکرد میتواند هزینه تولید را کاهش دهد، مصرف منابع طبیعی را کمتر کند و توسعه فناوریهای پاک را سرعت ببخشد.
آیندهای که هنوز در حال آزمایش است
اگرچه نتایج آزمایشگاهی این پروژه بسیار امیدوارکننده است، اما هنوز مشخص نیست که آیا این فناوری در مقیاس صنعتی نیز قابل اجرا خواهد بود یا نه. با این حال، در صورت موفقیت در تولید انبوه، میتواند هزینه ساخت باتریها را کاهش داده و استفاده تجاری از باتریهای سدیم-یون را در حوزههایی مانند ذخیره انرژی شبکه برق، خودروهای برقی و تجهیزات الکترونیکی قابل حمل تسریع کند. یافتههای این پژوهش در مجله علمی BiocharX منتشر شده است.
این دستاورد علمی نشان میدهد آینده انرژی پاک میتواند نه از منابع کمیاب، بلکه از دل زبالهها شکل بگیرد. تبدیل باتریهای مستعمل و ضایعات صنعتی به مواد پیشرفته ذخیره انرژی، نمونهای روشن از همگرایی نوآوری علمی و تفکر پایدار است؛ رویکردی که اگر به مرحله تجاری برسد، میتواند هم اقتصاد را متحول کند و هم فشار بر محیطزیست را کاهش دهد.
اخبار مشابه
اشتراک گذاری
ثبت دیدگاه
آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای الزامی علامت گذاری شده اند *نظرات (0)
هیچ نظری ثبت نشده است.