jamejamnashriyat
کد خبر: ۱۲۳۳۱۸۱   ۲۳ مهر ۱۳۹۸  |  ۰۰:۰۱

هفته گذشته برندگان جایزه نوبل امسال معرفی شدند و نوبل شیمی 2019 به سازندگان باتری‌های لیتیوم یون رسید؛ باتری‌های قابل شارژی که امروزه در کاربردهای مختلفی از گوشی تلفن همراه و تبلت و لپ‌تاپ گرفته تا سامانه برق ایستگاه فضایی بین‌المللی و ماهواره‌ها و فضاپیماها کاربرد دارند.

همچنین این باتری‌ها نقش مهمی برای استفاده از انرژی‌های سبز دارند و در خودروهای برقی یا برای ذخیره‌سازی انرژی تولیدشده از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی به کار می‌روند. هرچند باتری‌های لیتیوم یون مزایای قابل‌توجهی نسبت به نسل‌های پیشین باتری‌ها دارند، اما استخراج روزافزون لیتیوم برای ساخت آنها نگرانی‌های زیست‌محیطی ایجاد کرده است. به همین دلیل پژوهشگران در حال تحقیق برای ساختن باتری‌هایی هستند که با محیط‌زیست سازگاری بهتری داشته باشند. به تازگی گروهی از پژوهشگران سوئدی و اسلوونیایی ایده باتری‌های جدید قابل شارژ آلومینیومی را مطرح کرده‌اند که ارزان‌تر از باتری‌های لیتیوم یون تولید می‌شوند و بیشتر دوستدار محیط‌زیست هستند.
تقاضا برای لیتیوم به‌طور فزاینده‌ای در حال افزایش است به طوری که قیمت این فلز قلیایی از سال 1395 تا 1397 دو برابر شد! ظرفیت باتری‌های لیتیوم یون تولید شده در سال 1396/ 2017 معادل 100 گیگا وات-ساعت انرژی الکتریکی بوده است و پیش‌بینی می‌شود طی یک دهه یعنی تا سال 1406/2027 به 800 گیگا وات-ساعت برسد. فرآیندهای صنعتی تولید لیتیوم، آب بسیار زیادی مصرف کرده و همچنین آلودگی‌های شیمیایی زیست‌محیطی ایجاد می‌کند. در آمریکای لاتین منطقه‌ای وجود دارد که به آن مثلث لیتیوم می‌گویند و قسمت‌هایی از آرژانتین، بولیوی و شیلی را در بر می‌گیرد.
بیش از نصف ذخایر لیتیوم جهان در این منطقه قرار دارد که اتفاقا از خشک‌ترین مناطق جهان هم هست. در این منطقه خشک و کم آب برای تولید هر تن لیتیوم نزدیک به دو میلیون لیتر آب مصرف می‌شود که اثرات زیست‌محیطی جدی بر آن منطقه می‌گذارد. نمونه دیگر معادن آلاینده لیتیوم چین است. سال 1395 صدها نفر در یکی از شهرهای استان سیچوان در کشور چین ماهی‌های مرده رودخانه‌ای را برای اعتراض به وضعیت زیست‌محیطی به خیابان ریختند. این ماهی‌ها به دلیل نشت مواد شیمیایی به رودخانه در اثر فعالیت‌های یک معدن لیتیوم تلف شدند. نگرانی‌های زیست‌محیطی باعث شده بسیاری هشدار بدهند که اگر استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر نیازمند لیتیوم بیشتری باشد آن وقت دیگر این انرژی‌ها سبز نیستند بلکه خود یک تهدید به شمار می‌آیند.
پژوهشگران دانشگاه چالمرز سوئد و موسسه ملی شیمی اسلوونی در حال تحقیق روی باتری‌های قابل شارژ نوین آلومینیومی هستند که مزایایی نسبت به باتری‌های لیتیوم یون دارند. آلومینیوم ارزان‌تر و فراوان‌تر از لیتیوم است، استخراج آن راحت‌تر و با آلودگی زیست‌محیطی کمتری انجام می‌شود و بازیافت آن هم آسان‌تر است. همچنین باتری‌های آلومینیومی در مقایسه با باتری‌های لیتیومی دو برابر انرژی در خود ذخیره می‌کنند. این یعنی با مصرف فلز کمتر و با باتری‌های کوچک‌تر می‌توان انرژی الکتریکی بیشتری را ذخیره کرد. در گذشته مشکل استفاده از آلومینیوم در باتری‌ها نبود ماده مناسب برای استفاده به عنوان آند یا همان قطب منفی باتری بود. باتری‌های آلومینیومی قدیمی از گرافیت برای آند استفاده می‌کردند که کارایی مناسبی ندارد. اکنون این پژوهشگران نوعی ماده آلی با ساختار نانو تولید کرده‌اند که می‌توان آن را برای الکترود قطب منفی در کنار آلومینیوم به خوبی به کار برد. در صورت توسعه و تجاری شدن، این نوع باتری می‌تواند جایگزین بسیار مناسبی برای باتری‌های لیتیوم یون باشد. کسی چه می‌داند، شاید چند دهه بعد مطرح‌کنندگان ایده این نوع باتری برندگان جایزه نوبل باشند!

محمد عادل‌پور

پژوهشگر دکترای برق

منابع: ScienceDaily و Wired

ارسال نظر
* نظر:
نام:
ایمیل:

یادداشت

بیشتر
فرق است بین خر و گورخر

فرق است بین خر و گورخر

گورخر آفریقایی درون جوی آبی افتاده است و به دلیل استرس زیاد قادر به حرکت نیست، کمی آن طرف‌تر مردی تقریبا تنومند با چیزی شبیه افسار که در دست دارد به حیوان ضربه می‌زند تا از جوی آب بیرون بیاید.

گفتگو

بیشتر

پیشنهاد سردبیر

بیشتر
وضعیت قرمز گیشه

سینما سال جدید را هم با بحران شروع کرده و ظاهرا مردم هنوز رغبتی به فیلم دیدن ندارند

وضعیت قرمز گیشه

پیشخوان

بیشتر