کم هزینه با عملکرد بالا، باتری ساخته شده از ادرار!!!
ساده ترین شکل باتری می تواند تشکیل شده باشد از آب لیمو که در مدرسه به صورت آزمایشی ساخته اید، اما همواره تولید یک باتری که به صورت تجاری ساخته شده و دوام بالایی داشته باشد، از موادی که به راحتی در دسترس و ارزان هستند، یک هدف دست نیافتنی برای بسیاری از محققان علم شیمی شده بود. آخرین نوآوری هایی که در این زمینه به نتیجه رسیده از دانشگاه استنفورد است در تولید یک باتری یون آلومینیوم که با استفاده از الکترولیت اوره (جزء اصلی از ادرار پس از آب) تولید شده است.
این باتری که به خصوص برای ذخیره سازی برق شبکه از منابع انرژی تجدید پذیر، مانند باد و انرژی خورشیدی طراحی شده است، اولین بار در سال ۲۰۱۵ از به روز رسانی یک باتری یون آلومینیوم توسط استاد دانشگاه استنفورد هونگ جی دای و تیمش معرفی شد. نسخه اولیه این باتری که از یک مخلوط شیمیایی شناخته شده با نام EMIC (1 ethylو ۳methylimidazolium chloride) به عنوان ماده الکترولیت آن و کلرید آلومینیوم مخلوط با یک نمک مایع، و یا مایع یونی ساخته شده بود، استفاده کرده است.
با توجه گران بودن EMIC محققان به دنبال جایگزینی بودند که بتوانند هزینه ساخت را پایین بیاورند، در نسخه جدید این باتری از اوره که عمدتا همان کارایی EMIC را دارد و ۱۰۰ برابر ارزان تر است استفاده شد.
دکتر دای می گوید اینکه بتوان یک باتری ساخت که از ارزانترین و فراوانترین مواد موجود طبیعت استفاده شود و عملکرد بالایی هم از آن بدست آورد، بسیار هیجان برانگیز است.
هرچند ممکن است این نوع باتری از نظر ظرفیت ذخیره سازی نتواند مشابه یک باتری لیتیوم-یون باشد اما توانایی استفاده طولانی مدت در شارژ و تخلیه، بهره وری ۹۹٫۷ درصدی و هزینه طراحی بسیار ارزان می تواند جایگزین خوبی برای ذخیره سازی منابع تجدید پذیر برای استفده در برق اضطراری اماکن و ساختمان ها باشد.
با توجه به واکنش پرگشت پذیر شیمیایی که در این باتری حاکم است، طول عمر مفید این باتری حداقل ۱۰ سال برآورد می شود، هرچند محققان به دنبال راه هایی برای افزایش این مدت می باشند.
از نظر هزینه تولید باتری هایی که از EMIC ساخته می شود در مقیاس تجاری ۵۰ دلار در هر کیلوگرم وزن باتری، برآورد می شود، در حالی که باتری ساخته شده از اوره در حال حاضر تنها هزینه ۰٫۵۰ دلار در هر کیلوگرم را دارد.
یافته های این تیم در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است.
منبع: دانشگاه استنفورد