يمكن لبطاريات الجيل التالي استخدام مواد من الأشجار

اكتشف فريق من العلماء طريقة لاستخدام مادة غير عادية في الجيل القادم من البطاريات: الخشب. طور فريق من جامعة براون مواد مشتقة من الخشب لاستخدامها في بطاريات الحالة الصلبة ، والتي تعد أكثر أمانًا وأقل صداقة للبيئة من البطاريات الحالية.

يستخدم الجيل الحالي بطاريات أيونات الليثيوم ، مثل تلك المستخدمة في الهواتف وأجهزة الكمبيوتر والمركبات الإلكترونية ، لاستخدام السوائل المضطربة كإلكتروليتات. تقوم هذه الإلكتروليتات بتوصيل أيونات الليثيوم بين الأقطاب الموجبة والسالبة للبطارية. تقوم الإلكتروليتات السائلة بهذه المهمة بشكل جيد ، لكنها سامة وخطيرة. على سبيل المثال ، إذا تعرضت البطارية لدائرة كهربائية قصيرة ، فقد يحترق السائل وقد تشتعل البطارية. هذه ليست مشكلة في العادة في الاستخدام اليومي ، لكنها أدت إلى ذلك يستدعي بعض البطاريات أنها مصنوعة بشكل غير صحيح.

لجعل البطاريات أكثر أمانًا ، يقوم الباحثون بتطوير بطاريات الحالة الصلبة التي تستخدم فيها المواد الصلبة كإلكتروليت. المواد الصلبة غير القابلة للاشتعال آمنة للاستخدام ولها تأثير ضئيل على البيئة. معظم الأبحاث الحالية على الإلكتروليتات الصلبة يشمل الفخار، تتعامل مع الأيونات جيدًا ، لكنها هشة ويمكن أن تتشقق أو تنكسر بسهولة.

طورت مجموعة براون مادة يمكن استخدامها كإلكتروليت صلب ، مصنوعة من خليط من أنابيب النحاس والبوليمر المشتقة من الخشب وتسمى ألياف السليلوز النانوية. مادة البوليمر التي صنعها الباحثون رقيقة جدًا ومرنة ، مثل الورق ، مما يجعلها سهلة الاستخدام في الإنتاج. ومع ذلك ، فإن الموصلية الأيونية لها تشبه تلك الموجودة في المواد السميكة والهشة مثل الفخار.

قال يو تشي ، الأستاذ في كلية براون للهندسة ، “تتحرك أيونات الليثيوم من خلال الآليات التي نراها في الفخار المعدني في هذا المنحل بالكهرباء العضوي ، مما يؤدي إلى زيادة الموصلية الأيونية”. تقرير. “سيؤدي استخدام المنتجات الطبيعية إلى تقليل التأثير الكلي لإنتاج البطاريات على بيئتنا.”

يأمل الباحثون أن يساعد هذا التطور في أن تصبح بطاريات الحالة الصلبة متاحة بشكل أكثر شيوعًا لتحسين السلامة في الإلكترونيات الاستهلاكية.

نُشرت في مجلة Research Journal طبيعة سجية.

توصيات المحررين