ولتاژ پایدار باتری و محیط زیست سالم با کرم پوست!

باتری‌های لیتیوم یونی که نیروی دستگاه‌های موبایل ما و حتی اتومبیل‌های برقی جدید را تأمین می‌کنند، همواره در معرض خطر آتش سوزی هستند، زیرا حاوی الکترولیتی هستند که در معرض دمای زیاد می‌توانند شعله ور یا منفجر شود. به عنوان مثال گوشی هوشمند گلکسی نوت ۷ را در سال ۲۰۱۶ به یاد دارید؟ باتری این گوشی دچار مشکل بود و پس از گزارش چندین انفجار و اشتعال، دستور جمع آوری آن توسط شرکت سامسونگ صادر شد تا اصلاح شود.
تاکنون شاهد تلاش‌های بسیاری در جهت بهبود ایمنی باتری‌های لیتیوم یونی (Li-ion) بوده‌ایم، از جمله طرح مقاومت در برابر اشتعال داخلی، طرح دیگری که باعث می‌شود الکترولیت باتری در مقابل آسیب در برابر ضربه مقاوم شود و طرح دیگری که قبل از اشتعال بر اثر گرمای بیش از حد، باتری را خاموش می‌کند.
استفاده از الکترولیت‌های مبتنی بر آب که آتش نمی‌گیرند نیز یک موضوع امیدوار کننده دیگر در حال توسعه است، اما محققان می‌گویند که تراکم کم انرژی ناشی از وجود آب منجر به مشکلات پایداری و ولتاژ پایین می‌شود.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور “یی، چون لی” از دانشکده مهندسی دانشگاه هنگ‌کنگ به توسعه الکترولیت باتری لیتیوم یونی با یک طراحی ارزان قیمت، ایمن و سازگار با محیط زیست کمک کرده و از یک پلیمر محلول در آب برای این کار استفاده کرده است که در کرم‌های پوستی، خمیردندان‌ها، دارو‌ها و مواد غذایی و نوشیدنی‌ها یافت می‌شود.
این پلیمر موسوم به “پلی اتیلن گلیکول” به عنوان یک عامل تثبیت کننده در الکترولیت جدید مبتنی بر آب استفاده می‌شود و گزارش شده است که پنجره پایداری باتری را به ۳.۲ ولت گسترش می‌دهد.
سایر طراحی‌های باتری آبی می‌توانند ولتاژ را بالاتر ببرند، اما اغلب از غلظت‌های بالای نمک‌های گران و سمی برای تثبیت مولکول‌های آب استفاده می‌کنند.
ترکیبی از آب، پلی اتیلن گلیکول و غلظت کم نمک لیتیوم مورد استفاده در طراحی جدید بدان معنی است که هم هزینه و هم میزان سمی بودن الکترولیت، نسبتاً کم نگه داشته می‌شود. همچنین این باتری جدید قابلیت تحمل بیش از ۳۰۰ چرخه شارژ و تخلیه را ثابت کرده است.
محققان در بیانیه مطبوعاتی خود گفتند: این یافته بستر جدیدی برای طراحی الکترولیت آبی با پنجره ولتاژ زیاد و پایداری بالا برای ذخیره انرژی ایمن، کم هزینه و سازگار با محیط زیست فراهم می‌کند.