باتری نوآورانه جدید ایمن در برابر آتش، پایه‌آبی، ارگانیک، بادوام و قابل بازیافت است.

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه Tohoku با همکاری شرکت Nitto Boseki Ltd. یک پلیمر آلی ردوکس جدید توسعه داده‌اند که برخی از چالش‌های اصلی در مسیر ساخت باتری‌های ایمن‌تر و پایدارترِ پایه‌آبی را حل می‌کند. جزئیات این پژوهش که در نشریه Polymer Journal منتشر شده، یک ماده‌ی الکترودی با کارایی بالا را توضیح می‌دهد که هم با الکترولیت‌های آبی سازگار است و هم قابل بازیافت می‌باشد.

مزیت‌های پلیمر آلی جدید

• باتری‌های آلی از پلیمرهایی ساخته می‌شوند که بر پایه عناصر فراوان در زمین هستند و در تحقیقات علمی نویدبخش بوده‌اند.

• با این حال، بسیاری از بهترین مولکول‌های آلی برای ذخیره شارژ آب‌گریز هستند و در سیستم‌های پایه‌آبی عملکرد ضعیفی دارند.

• تیم Tohoku این مشکل را با اتصال شیمیایی مولکول هیدروکینون (با ظرفیت بالا) به ستون فقرات پلیمری پلی‌آلیل‌آمین (که در آب محلول است) حل کرده است.

• این ساختار جدید نه‌تنها برای باتری‌های آبی مناسب است، بلکه با استفاده از دافعه الکترواستاتیکی از بروز یک واکنش جانبی رایج که عملکرد هیدروکینون را تضعیف می‌کند، جلوگیری می‌کند.

آزمایش و اثبات مفهوم

به‌عنوان اثبات مفهوم (Proof-of-Concept)، پژوهشگران یک باتری «پلیمر–هوا» با استفاده از این ماده ساختند. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که باتری از دوام بالایی برخوردار است و در بیش از ۱۰۰ چرخه تنها ۱٪ از ظرفیت خود را از دست داد. همچنین استفاده از الکترولیت پایه‌آب، ریسک آتش‌سوزی موجود در باتری‌های متداول را از بین می‌برد.

رویکرد بازیافت‌پذیری

این پلیمر جدید همچنین قابل بازیافت است. محققان نشان دادند که می‌توان آن را از طریق فرآیند اسیدشکنی به مواد خام اولیه‌اش تجزیه کرد. این یافته در ادامه‌ی روند جهانی طراحی باتری‌های سازگار با بازیافت است؛ برای مثال، حدود ۱۰ روز پیش تیمی از MIT یک الکترولیت حالت‌جامد خودآراینده از مولکول‌های شبه‌کولار (Kevlar-like) معرفی کرد که در حلال آلی حل می‌شد و بازیافت آسانی داشت. پلیمر Tohoku همان هدف را دنبال می‌کند، اما با رویکردی متفاوت.

منبع : notebookcheck