شارژ باتری در چند دقیقه با پروتون ارگانیک

تهران (پانا) - محققان دانشگاه اوپسالا(Uppsala) یک باتری پروتون ارگانیک تولید کرده‌اند که تقریباً به اندازه باتری‌های دکمه‌ای است و می‌تواند تنها ظرف چند دقیقه به طور کامل شارژ شود.

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، محققان دانشگاه "اوپسالا" نوع جدیدی از باتری پروتون آزمایشی را ساخته اند که با اجزای کاملاً ارگانیک(آلی) ساخته شده و بسیار سازگار با محیط زیست است. علاوه بر این، این باتری را می توان در عرض چند دقیقه شارژ کرد و در دماهای بسیار پایین نیز عملکرد دارد.

اغلب باتری ها مانند باتری های لیتیوم-یونی با فلزاتی ساخته شده اند که نیاز به استخراج و پالایش دارند که این امر آسیب های زیست محیطی زیادی را ایجاد می کند. همچنین دفع ایمن آنها با مشکلاتی همراه است.

بنابراین محققان دانشگاه اوپسالا در مطالعه جدید خود، اقدام به ایجاد باتری های آلی ساخته شده از عناصری کردند که در طبیعت راحت تر یافت می شوند. در این مطالعه، ماده فعال، گروهی از ترکیبات آلی به نام "کوئینون"(quinone) است. این ترکیبات اغلب توسط باکتری ها و گیاهان در فرآیندهای مانند فتوسنتز و تنفس سلولی مورد استفاده قرار می گیرند.

محققان برای طراحی جدید این باتری، الکترودهای آن را از پلیمرهای جامد از کوئینون های خاص ساختند. این ها در یک محلول اسیدی و آبکی غوطه ور شده اند که به عنوان الکترولیت عمل می کند و به الکترون ها اجازه می دهد بین کاتد و آند به حرکت درآیند. این همان مکانیسم اساسی در مورد باتری های لیتیوم –یون است، به جز این که در این باتری، یون های هیدروژن جابجا می شوند. از آنجا که این یون ها فقط حاوی پروتون هستند، از این سیستم به عنوان باتری پروتون یاد می شود.

اما نکته این است که شما نمی توانید با این باتری، خودرو یا حتی تلفن همراه خود را نیرو دهید، چرا که تنها یک باتری سلولی به اندازه یک دکمه کوچک با ظرفیت ۶۰ میلی آمپر ساعت است.

گفته می شود نمونه اولیه این باتری پروتونی مزایای خود را دارد. در کنار فاکتور ارگانیک بودن، سریع نیز شارژ می شود و فقط در ۱۰۰ ثانیه به ظرفیت کامل می رسد. آزمایشات نشان داد که این باتری می تواند ضمن حفظ بیشتر ظرفیت خود، ۵۰۰ بار چرخه شارژ و تخلیه را تحمل کند.

گروه سازنده می گوید که محلول الکترولیت این باتری، بی خطرتر از سایر باتری ها است، منفجر نمی شود و آتش نمی گیرد و در آخر اینکه این باتری می تواند در دماهای بسیار پایین نیز کار کند.

"کریستین استریتزل" محقق ارشد این مطالعه می گوید: من اطمینان دارم که بسیاری از مردم می دانند که عملکرد باتری های استاندارد در دماهای پایین کاهش می یابد. ما نشان داده ایم که این باتری پروتون آلی تا دمای منفی ۲۴ درجه سانتیگراد خواص و عملکرد خود را حفظ می کند.

این گروه می گوید که این نمونه اولیه، اثبات خوبی برای این مفهوم است، اما بهینه سازی آن می تواند باعث افزایش ولتاژ و ظرفیت آن شود و استفاده از کوئینون های دیگر نیز می تواند کمک کند.

"ایتریتزر" افزود: هنوز بخش زیادی از راه توسعه بیشتر این باتری قبل از تبدیل شدن به یک کالای تجاری باقی مانده است. با این حال، باتری پروتونی که ما تولید کرده ایم یک گام بزرگ در جهت تولید باتری های ارگانیک پایدار در آینده است.

این مطالعه در مجله Angewandte Chemie منتشر شده است.