در خبرها و یافته های اخیر با موردی از کشف جدید محققان مواجه شدم و گفتم شاید برای شما عزیزان هم جالب باشد. یک نمونه باتری
ابداع شده است که آناتومی آن بر اساس روده ما انسان ها ساخته شده است و نکته جالبی که دارد پنج برابر باتری های دیگر قادر به ذخیره انرژی می باشد.
این خبر موثق از پایگاه اینترنتی ساینس الرت استخراج شده است که این رویکرد بیولوژیکی می تواند راه را برای دستگاه های دیجیتالی هموار کند.
محققان دانشگاه کمبریج در انگلیس نمونه اولیه این باتری را زمانی که رونمایی کردند اعلام نمودند که چگالی آن پنج برابر باتری های لیتیوم یونی است که در واقع در ساختار آن از یک پیل لیتیوم – سولفور استفاده شده است که طول عمر این باتری به اندازه کافی بالا می باشد. چون از مشکلات باتری های لیتیوم – یونی طول عمر پایین است. حالا چرا طول عمر باتری هایی که ساختار لیتیوم – سولفور دارند بالاتر است؟ چون زمانی که این باتری تخلیه انرژی می شود، سولفور در کاتد (الکترود مثبت باتری) لیتیوم را از آند (الکترود منفی باتری) جذب می کند.این تعامل باعث می شود که مولکول های سولفور به ساختارهای زنجیره مانند به نام پلی سولفیدها تغییر یابند.
بعد از این که باتری وارد چرخه های متعدد شارژ و دشارژ شد، این واکنش به تدریج کاتد را تحت فشار قرار می دهد که به تجزیه بیت های پلی سولفید و ورود آنها به الکترولیت باتری منجر می شود که دو الکترود باتری را به هم می چسباند.
زمانی که این اتفاق می افتد، باتری شروع به انحطاط می کند؛ چرا که باتری ماده فعال خود را که انرژی را ذخیره می کند، از دست می دهد.
محققان بر چه اساس این باتری را بر مبنای روده ی انسان طراحی کرده اند؟ شاید بدانید که روده انسان از میلیون ها برآمدگی انگشت مانند به نام پرز تشکیل شده است. این برآمدگی ها از داخل دیواره های روده بیرون آمده اند و به جذب مواد مغذی در جریان هضم کمک می کنند.این کار به طرز قابل توجهی با افزایش بالغ بر 30 برابری منطقه سطحی لایه روده انجام می شود.
محققان با استفاده از همین اصل و به عنوان جایگزین پرز، یک ماده نانوساختار سبک وزن ابداع کردند؛ زمانی که پلی سولفیدها تجزیه می شوند، توسط این برآمدگی جذب می شوند و در الکترولیت از بین نمی روند.
این ساختار پرز مانند، لایه ای ساخته شده از سیم های ظریف دی اکسید روی است که سطح الکترودهای باتری را می پوشاند. این سیم ها ماده فعال باتری را زمانی که آزاد می شود، به دام می اندازند و دسترسی الکتروشیمیایی آن را به کاتد و آند باتری حفظ کرده و از انحطاط باتری جلوگیری می کنند.
به گفته محققان، این اولین بار است که یک لایه شیمیایی کاربردی با یک نانو معماری خوب سازمان یافته برای به دام انداختن و استفاده مجدد از مواد فعال محلول در جریان شارژ و دشارژ باتری پیشنهاد شده است.