محققان موفق به یافتن جایگزین دوستدار محیط زیست برای سنگ معدن‌های فلزی شدند که هم‌اکنون در الکترودهای باتری‌های لیتیوم-یون به کار می‌روند.
به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، در باتری غیرسمی و پایدار جدید از purpurin، نوعی رنگ قرمز/زرد استخراج شده از ریشه گیاه روناس استفاده شده است.
این گیاه دست کم سه هزار و پانصد سال است که برای رنگ کردن لباس مورد استفاده قرار می گیرد و در نتیجه می‌تواند به آسانی پرورش داده شود.
در حال حاضر اکسید کبالت لیتیوم (LiCoO2) ماده مورد انتخاب برای تشکیل شدن کاتد در باتری های لیتیوم-یون است.
با این حال استخراج کبالت از معدن و ترکیب کردن آن با لیتیوم در دماهای بالا به منظور تشکیل شدن کاتد فرایندی گران و انرژی‌بر است.
همچنین به گفته «آراوا لیلا موهانا ردی» از دانشگاه رایس، تولید و احیای هر کیلووات-ساعت انرژی در یک باتری لیتیوم-یون موجب ورود 72 کیلوگرم دی اکسید کربن به درون جو می شود.
این دانشمند به همراه تیمی از همکارانش از دانشگاه‌های مختلف دریافتند که purpurin و سایر مولکول‌های رنگ زیست‌محور پتانسیل بالایی را به عنوان جایگزین دوستدار محیط زیست برای کبالت دارا هستند.
این امر به دلیل وجود گروه‌های کربنیل و هیدروکسیل در این مولکول‌هاست که در انتقال الکترون‌ها ماهر هستند.
ساخت الکترود purpurin می‌تواند طی فرایند ساده‌یی و در دمای اتاق صورت گیرد. این فرایند شامل حل شدن این ماده در یک حلال الکل و اضافه شدن نمک لیتیوم به آن است.
دانشمندان حاضر در این پروژه تحقیقاتی با استفاده از purpurin و افزودن 20 درصدی کربن جهت ارتقای رسانایی، یک سلول نیمه باتری را با ظرفیت 90 میلی‌آمپر در گرم پس از 50 چرخه شارژ/دشارژ طراحی کردند.
گفته می‌شود پرورش دادن روناس یا سایر محصولات زیست‌توده به حذف دی اکسید کربن از جو کمک خواهد کرد. باتری جدید همچنین غیرسمی بوده و حذف آن آسان خواهد بود.
محققان امیدوارند باتری لیتیوم-یون سبز آن‌ها در چند سال آینده از لحاظ تجاری قابل تولید باشد. این مدت شامل زمان مورد نیاز جهت ارتقای کارآیی purpurin یا یافتن و ترکیب کردن مولکول‌های مشابه است.
جزئیات این دستاورد علمی در مجله Nature قابل مشاهده است.
انتهای پیام