معرفی باتری های لیتیوم یون انقلابی در فن آوری به طور کلی ایجاد کرده و منجر به پیشرفت عمده کالاهای مصرفی در تقریباً تمام بخش ها شده است. دستگاه های مجهز به باتری در همه جای دنیا فراگیر شده اند. در حالی که در دسترس بودن فناوری به طور کلی چیز خوبی است، اما رشد سریع منجر به چندین مسئله مهم زیست محیطی در مورد استفاده از باتری های لیتیوم یون شده است.

باتری های لیتیوم یون فعلی از مقدار قابل توجهی کبالت استفاده می کنند که در چندین مورد بین المللی کاملاً مستند با استفاده از کار کودکان در محیط های کاری خطرناک استخراج می شود. علاوه بر این ، تنها درصد بسیار کمی از باتری های لیتیوم یون بازیافت می شود که تقاضا برای کبالت و سایر عناصر استراتژیک را افزایش می دهد.

یک تیم چند رشته ای از محققان دانشگاه A&M Texas موفق به دستیابی به موفقیتی شده اند که می تواند منجر به دور شدن تولید باتری از کبالت شود. در مقاله ای که در مجله Nature منتشر شد ،تحقیقات دکتر جودی لوتکنهاوس ، رئیس سیستم های پوشش پوشش Axalta و استاد گروه مهندسی شیمی Artie McFerrin و دکتر کارن وولی ، استاد برجسته در گروه شیمی و دارنده WT Doherty در مورد یک سیستم جدید فناوری باتری کاملاً بدون فلز تشریح شده است. این پلت فرم جدید فناوری باتری از ساختار رادیکال آلی پلی پپتیدی بهره می برد.

“با دور شدن از لیتیوم و کار با این پلی پپتیدها ، که از اجزای پروتئین ها هستند ، ما را به این حوزه سوق می دهد که نه تنها از نیاز به استخراج فلزات گرانبها جلوگیری کنیم ، بلکه فرصت هایی را برای تأمین تجهیزات الکترونیکی یا قابل کاشت فراهم و همچنین به راحتی باتری های جدید را بازیافت کنیم، وولی ، که اخیراً به عنوان استاد سال SEC 2021 افتخار یافته است گفت “آنها [باتری های پلی پپتیدی] قابل تجزیه ، قابل بازیافت ، غیر سمی هستند و از نظر ایمنی در سراسر جهان ایمن ترند.”

باتری رادیکال آلی تمام پلی پپتیدی متشکل از ماکرومولک های اسید آمینه ردوکس فعال نیز مشکل بازیافت را حل می کند. اجزای پلت فرم جدید باتری می توانند در صورت تقاضا در شرایط اسیدی تخریب شوند تا اسیدهای آمینه ، سایر بلوک های سازنده و محصولات تخریب تولید شوند – یکی از مهمترین پیشرفتهای این تحقیق ، به گفته Lutkenhaus.

لوتکنهاوس افزود: “مشکل بزرگ باتری های لیتیوم یون در حال حاضر این است که آنها به اندازه ای که برای اقتصاد حمل و نقل برق آینده نیاز داریم ، بازیافت نمی شوند.” “میزان بازیافت باتری های لیتیوم یون در حال حاضر یک رقمی است. در باتری لیتیوم یون مواد ارزشمندی وجود دارد ، اما بازیابی آن بسیار دشوار و پر انرژی است.”

باتری رادیکال آلی تمام پلی پپتیدی متشکل ازماکرو مولکول های اسید آمینه اسید ردوکس فعال نیز مشکل بازیافت را حل می کند، همچنین پیشرفت قابل توجهی را به سمت باتری های قابل بازیافت و پایدار نشان می دهد که وابستگی به فلزات استراتژیک را به حداقل می رساند. به عنوان گام بعدی ، وولی و لوتکنهاوس با همکاری دکتر دانیل تابور ، استادیار گروه شیمی ، از طریق کمک هزینه 2020 A & M Triads for Transformation (T3) که هدف آن استفاده از یادگیری ماشین برای بهینه سازی مواد و کارساختار سیستم عامل باتری است ، کار خود را آغاز کرده اند.

منابع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/05/210506163607.htm

دانشگاه A&M تگزاس

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

چهار × 3 =