دانشمندان با الگو گرفتن از آناتومی روده انسان نخستین نمونه یک باتری را ساخته‌اند که بنابر گفته‌ها، این رویکردِ بیولوژیکی می‌تواند راه را برای ساخت باتریهای پرتوان‌تری برای ابزارها‌ی دیجیتالی هموار کند.
باتری نوینی با الگو از روده
باتری نوینی که با الگو از روده ساخته شده است، می تواند ۵ برابر بیشتر از باتری لیتیومی کنونی انرژی ذخیره کند.
دانشمندان با الگو گرفتن از آناتومی روده انسان نخستین نمونه از یک باتری را ساخته‌اند که بنابر گفته‌ها، رویکردِ بیولوژیکی آنها می‌تواند راه را برای ساخت باتریهای پرتوان‌تری برای ابزارها‌ی دیجیتالی هموار کند.
در این باتری که گفته می‌شود پنج برابر از باتریهای لیتیومی کنونیِ لپ‌تاپ و تلفن‌های هوشمند بیشتر انرژی ذخیره می‌کند، به جای "لیتیوم یون" از سلولهای "لیتیوم سولفور" بهره‌گیری شده است.
این طراحی که از روده الگو گرفته شده است، سرانجام به اینگونه باتری که دارای توان بیشتری است، ماندگاریِ بسنده برای تجاری کردن آن می‌دهد.
در این کار پژوهشی که در دانشگاه کمبریج انگلیس انجام شده است پژوهشگران ، یکی از بزرگترین چالش‌های باتریهای "لیتیوم سولفور" را از سر راه برداشته اند. باتریهای لیتیوم سولفور با وجود ظرفیت ذخیره سازی بالای انرژی به خاطر عمر کوتاه با مشکل روبرو بوده‌اند.
هنگامی که باتری لیتیوم سولفور خالی (دشارژ) می‌شود سولفور در کاتد(الکترود مثبت باتری) از آند(الکترود منفی) لیتیوم جذب می‌کند. این واکنش باعث می شود که سولفور به ساختاری زنجیره‌ای بنام پلی سولفید تبدیل شود. با شارژ و خالی شدن‌های پی‌درپی این واکنش، کاتد را شکننده می‌کند و پلی‌سولفیدها تکه تکه شکسته شده و وارد الکترولیتِ باتری می‌شوند .
اینگونه، باتری با از دست دادن پیوسته مواد فعال خود، ظرفیتِ ذخیره‌سازیِ انرژی را از دست می‌دهد و زود به زود خالی می‌شود.
اینجاست که الگوبرداری از روده به کار می‌آید!
در درون روده کوچک انسان، میلیونها برآمدگی بنام پرز وجود دارد. این پرزها سطح دیواره روده را برای جذب بیشتر مواد مفید از خوراکیهای در حال هضم، گسترش می‌دهند. جالب است بدانید که این پرزها موجب می‌شوند سطحِ جذب در درون روده تا ۳۰ برابر افزایش یابد!
با همین روش دانشمندان نیز برای باتری، "نانو ساختارهایی" ساختند که کار پرز در روده را کند. این پرزها پلی‌سولفید‌هایی که پس از شکسته شدن به درون الکترولیت ریخته شده‌اند را جذب میکنند تا از دست نروند.
این شبه پرزها با یک لایه از سیم‌های نازکِ اکسیدِ رُوی ساخته می‌شوند. همان موادی که الکترودهای باتری نیز از آن پوشیده شده است.
این سیم های نازک به خوبی مواد فعال باتری که در الکترولیت ریخته شده‌اند را شکار میکنند.و با یک فرایند الکتروشیمیایی دوباره آن را در اختیار کاتد و آند می‌گذارند. و اینگونه از خراب شدن باتری جلوگیری میکنند.
این کار راه را برای ساخت باتریهای بسیار بهتر باز کرده است.
چند سال است که باتری های "لیتیوم سولفور" ساخته شده‌اند . ظرفیت این باترها چند برابر باتریهای "لیتیوم یون" است. ولی کم شدن سریعِ ظرفیت آنها(خرابی باتری) مانع از تجاری شدن آنها بوده است.
این باتری که پژوهشگران نوآوری کرده‌اند در آزمایش‌ها پس از ۲۰۰ بار شارژ و خالی شدن، تنها ۰.۰۵ درصد از توان ذخیره سازی خود را از دست داد. بنابراین می‌توان گفت که ماندگاری باتری تقریبا به باتریهای "لیتیوم یون" که از دست دادن توانشان پس از ۲۰۰ شارژ بین ۰.۰۲۵ تا ۰.۰۴۸ است، رسیده است.
بنابراین می‌توان گفت که باتری‌هایی با ظرفیت‌های چند برابرِ باتریهای کنونی در راه است!
لینک منبع خبر: