نسل جدید باتری‌ها از چوب ساخته می‌شوند

گروهی از دانشمندان به روشی دست یافته‌اند که با کمک آن می‌توان از چوب برای ساخت نسل جدید باتری‌ها بهره برد.

محققان دانشگاه Brown موادی را از چوب درختان تولید کرده‌اند که در باتری‌های حالت جامد استفاده می‌شود. این مواد علاوه بر امنیت بالاتر، آسیب کمتری نیز به نسبت باتری‌های موجود به محیط زیست وارد می‌کنند.

باتری‌های مرسوم لیتیوم-یونی همانند آنچه در گوشی‌های هوشمند، کامپیوترها و دیگر دستگاه‌های الکترونیک استفاده می‌شود، از مایعات فرار به عنوان الکترولیت استفاده می‌کنند. این الکترولیت‌ها، یون‌های لیتیوم را بین الکترودهای منفی و مثبت باتری هدایت می‌کنند.

الکترولیت‌های مایع اگرچه این عمل را به خوبی انجام می‌دهند، اما بسیار مضر و خطرناک هستند. در واقع، اگر باتری دچار مشکل شود، ممکن است باعث آتش‌سوزی شود. اگرچه این اتفاق کمتر پیش آمده، اما در طی سال‌های اخیر، گزارش‌های مربوط به انفجار باتری دستگاه‌های الکترونیکی کم نبوده‌اند.

حال محققان برای ایمن‌تر کردن باتری‌ها، تولید باتری‌های حالت جامدی را در دستور کار دارند که در آنها از یک مایع جامد نقش الکترولیت را ایفا می‌کند. بدیهی است که یک ماده جامد و غیرقابل اشتعال می‌تواند خطر کمتری داشته و آسیب کمتری نیز برای تولید به محیط زیست وارد آورد.

در اغلب تحقیقات پیرامون الکترولیت‌های جامد، پژوهشگران از مواد سرامیکی استفاده می‌کنند که اگرچه یون‌ها را به خوبی منتقل می‌کنند اما شکننده هستند و به راحتی ترک می‌خورند. اما محققان دانشگاه Brown موفق به دستیابی به روشی برای استفاده از ماده‌ای دیگر یعنی چوب به عنوان الکترولیت جامد شده‌اند.

این ماده از ترکیبی از مس و لوله‌های پلیمری که از چوب درختان به دست آمده، که به آن نانوفیبریل‌های سلولوزی گفته می‌شود، ساخته می‌شود. این ماده پلیمری تولیدشده توسط محققان، بسیار نازک و در عین حال انعطاف‌پذیر بوده و شبیه به یک ورق کاغذ به نظر می‌رسد. افزون بر این، رسانایی یون این ماده نیز به خوبی مواد ضخیم و مواد سرامیکی است.

یو کی، از محققان این گروه تحقیقاتی در این خصوص می‌گوید: یون‌های لیتیوم در این الکترولیت جامد ارگانیک از طریق مکانیسم‌هایی حرکت می‌کنند که ما عموما مشابه آن را در مواد سرامیکی غیرارگانیک می‌بینیم و این کار، رسانایی یونی بالایی را به ارمغان می‌آورد. استفاده از این مواد که محصول طبیعت است، از تبعات منفی تولید باتری بر محیط زیست می‌کاهد.

محققان امیدوارند که با توسعه بیشتر این روش، بتوانند در آینده نزدیک باتری‌های حالت جامد را در سری جدید انواع دستگاه‌های الکترونیکی تعبیه کرد.