باتری گرافنی که در یک لحظه شارژ میکند
دانشمندان، سخت در حال تلاش هستند تا باتریهایی تولید کنند که مدت زمان طولانیتری قابل استفاده باشند. محققان دانشگاه سوینبرن استرالیا یک باتری گرافنی جدید تولید کردهاند که علاوه بر توانایی شارژ سریع، دوام بالایی دارند. با جایگزینی این گرافنهای فوق قوی با لیتیوم، هم بر کاستیهای موجود غلبه خواهد شد و هم مواد استفاده شده، سازگاری بالاتری با محیط زیست خواهند داشت. ابرخازنهای گرافنی اجازه میدهند تا باتریهای جدید در ظرف چند ثانیه به طور کامل شارژ شوند. ضمن این که باتریهای جدید تحمل بیشتری در برابر شارژ مداوم دارند و هزینهی تولید آنها هم از هزینهی تولید باتری لیتیومی پایینتر است.
شیرین و ارزان: باتری پر شده با قند
یک تیم پژوهشی در دانشگاه ویرجینیا تک، موفق به ساخت نوعی باتری بر پایهی قند شده است. این باتری نسبت به نمونههای پیشین خود قابلیت استفادهی طولانیتری دارد. مالتودکسترین (Maltodextrin) یک پلیساکارید ساخته شده از هیدرولیز جزیی نشاسته است که از قند طبیعی جدا شده و به عنوان سوخت مورد استفاده قرار میگیرد. هنگام ترکیب شدن این ماده با هوا، از قند محلول داخل باتری، الکترون آزاد شده و انرژی برق تولید میشود. از آنجا که قند ارزان و فراوان است، نه تنها استفاده از آن مقرون به صرفه بوده بلکه در طبیعت زیست تخریبناپذیر است.
باتریهای مبتنی بر طلا که هرگز نمیمیرند
طی یک کشف اتفاقی در دانشگاه کالیفرنیا، محققان موفق به تولید نوعی باتری شدند که میتواند باتریهای لیتیومی را به طور کامل کنار بگذارد. این تیم، نوعی باتری نانوسیم با استفاده از طلا و بعضی از مواد جدید ساخته است. باتری ساخته شده میتواند صدها هزار بار شارژ شود بدون این که افتی در عملکر خود نشان دهد. این باتری شامل الکترودی از نانوسیمهای محافظت شده است که توسط طلای نازک ساخته شدهاند و اطراف آن را لایههایی از منگنز دیاکسید و ژل الکترولیت تلق مانند فرا گرفته است. هدف تیم در ابتدای پژوهش، جستجوی راه حلی برای افزایش ظرفیت باتری بود که در نهایت به این دستاورد منجر شد.
باتری خودتخریبی که در آب حل میشود
یک باتری خود تخریب در همه جا، تکنولوژی سودمندی به حساب نمیآید. اما توسعهی این فناوری یک نوآوری کلیدی برای کاربردهای یک بار مصرفی است که پس از استفاده باعث آلایندگی محیط زیست میشوند. این نوع باتری که توسط تیم دانشگاه ایالتی آیووا تولید شده است میتواند با تابش نور، قرار گرفتن در معرض گرما یا قرار گرفتن در محیط مایع تخریب شود. از این رو در در کاربردهای نظامی یا به اصطلاح “گذرا” که زمان محدودی دارند، استفاده از این فناوری مناسب است. باتریهای مورد استفاده در دستگاههای خاص پزشکی و سنسورهای زیست محیطی هم در این دسته قرار میگیرند. از آنجا که این باتریها به سادگی در آب حل میشوند تاثیرات پایداری در محیط زیست ندارند و اثر آنها تقریبا صفر است.
باتریهای مبتنی بر آب شور خوراکی
هر چند که احتمالا نیازی به خوردن یک باتری پیش نمیآید، اما چنانچه مجبور شدید میتوانید بخشهای خاصی از این باتری جدید را بخورید! “جی وایتکر” (Jay Whitacre) مدیر شرکت Aquion Energy برای اثبات این که باتریهای جدید تولیدیاش، تا چه اندازه طبیعی و سازگار با محیط زیست است، بخشهایی از این باتری را خورد. اجزای این باتری عمدتا مواد طبیعی از قبیل خاک، پنبه و کربن است. ضمن این که آب شور هم به عنوان الکترولیت در باتری استفاده شده است.
این باتری برای کاربردهایی در مقیاس بزرگ نظیر انرژی پشتیبان منازل یا شرکتها طراحی شده است که منبع انرژی آن، یک منبع تجدیدپذیر مانند باد یا انرژی خورشیدی است. این باتری میتواند در زمانی غیر از ساعات اوج مصرف شارژ شود تا هزینهی مصرف انرژی را کاهش دهد.
باتری برگ سبز
تیمی از محققان دانشگاه مریلند به دنبال توسعهی مادهی ارزان قیمتی برای استفاده در پایانهی منفی (آند) باتریهای خود بودند. در پایان، آنها موفق شدند تا مادهی مناسب را در پردیس دانشگاه پیدا کنند! این گروه دریافتند که برگهای درخت بلوط میتواند تا دمای ۱۰۰۰ درجهی سانتیگراد حرارت ببیند تا تمام ساختارهای کربن موجود در آنها تخریب شود. منافذ طبیعی موجود بر سطح این برگها میتواند به جذب الکترولیت توسط آنها کمک کند. نتیجهی کار، تولید یک آند گیاهی است که عملکردی مشابه اجزای یک باتری متداول دارد. روند تحقیقات به این سمت پیش میرود که دیگر مواد طبیعی مانند خزهی تورب (پیت ماس)، پوست موز و پوست خربزه را هم مورد بررسی قرار دهد.
