|
به گزارش سرویس علمی ایسنا، انتظار می‌رود که در دهه‌های آینده تعداد وسایل نقلیه الکتریکی و دستگاه‌های تلفن همراه افزایش یابد که این امر می‌تواند فشار قابل توجهی بر محیط زیست و منابع وارد کند.
دستاورد جدید محققان نه تنها توانایی بالقوه کاهش هزینه‌های اقتصادی و زیست‌محیطی تولید باتری را دارد، بلکه همچنین ممکن است در باتری‌هایی که طی زمان ظرفیت آنها افزایش می‌یابد، نتیجه‌بخش باشد.
باتری‌ها از سه عنصر اصلی تشکیل شده‌اند: یک قطب منفی (کاتد)، یک قطب مثبت (آند) و یک جامد یا مایع که آنها را از هم جدا می‌کند (الکترولیت). معمولا از گرافیت مصنوعی به عنوان آند در باتری‌های لیتیومی استفاده می‌شود، اما این مواد به استفاده از مواد شیمیایی مانند اسید هیدروفلوریک و سولفوریک برای تصفیه و آماده‌سازی نیاز دارند. این فرایندها نه تنها گران بوده، بلکه همچنین زباله‌های خطرناکی تولید می‌کنند که برای محیط زیست مضر است.
دانشمندان ریورساید مشتاق به کشف نیروی بالقوه قارچ دکمه‌ای هستند که به دو دلیل جایگزین طبیعی‌تری برای گرافیت است. اول اینکه طبق تحقیقات پیشین، قارچ‌ها بسیار متخلخل هستند و این امر وقتی که در باتری به کار گرفته می‌شود، یک صفت مطلوب است چرا که به حفره‌های کوچک، فضای بیشتری را برای ذخیره سازی و انتقال انرژی داده و باعث بهبود عملکرد می‌شود.
دوما، این قارچ‌ها حاوی مقادیر بالایی از نمک پتاسیم هستند که باعث فعال شدن بیشتر این منافذ در طول زمان شده و در نتیجه، سطح مواد الکترولیت فعال را افزایش می‌دهد و بر افزایش ظرفیت باتری اثر می‌گذارد.
این گروه دریافتند که گرفتن پوست کلاهک قارچ‌های دکمه‌ای و حرارت دادن آن تا 500 درجه سانتیگراد، آن را به یک ساختار نانوروبان‌مانند کربنی طبیعی تبدیل می‌کند. گرم کردن بیشتر مواد تا 1100 سانتیگراد، باعث تبدیل شدن آنها به یک نانوروبان کربنی شبکه‌مانند بهم پیوسته متخلخل می‌شود که به خوبی می‌تواند خود را در ساختار باتری جای داده و مساحت نسبتا بزرگی را برای ذخیره انرژی ارائه دهد.
محققان می‌گویند این نتایج نشان می‌دهد که اگر این رویکرد بهینه سازی شود، آندهای کربنی که از قارچ مشتق شده‌اند، می‌توانند جایگزین آندهای گرافیتی رایج شود.
این یافته‌ها در مجله Nature Scientific Reports منتشر شده است.
منبع: ایسنا
|