لیمو، نویدبخش باتری‌های زیست تخریب‌پذیر نسل آینده

انرژی و نیرو - یک باتری زیست‌تخریب‌پذیر و کشسان که با ژلاتین و اسید‌های طبیعی ساخته شده، می‌تواند نسل آینده ابزار‌های پوشیدنی و حتی ایمپلنت‌های پزشکی را تامین نیرو کند و مشکل زباله‌های الکترونیکی را کاهش دهد.

به گزارش انرژی و نیرو، پژوهشگران مؤسسه «تروتیه» در دانشگاه مک‌گیل کانادا، باتری انعطاف‌پذیر و دوستدار محیط زیست ساخته‌اند که خم می‌شود، کش می‌آید و در طبیعت به طور طبیعی تجزیه می‌شود. هدف این طراحی، کاهش حجم عظیم باتری‌های دورریختنی در دستگاه‌های پوشیدنی است.

به نقل از آی‌ای، در باتری‌های معمولی از فلزات سنگین استفاده می‌شود، اما گروه تحقیقاتی دانشگاه مک‌گیل تلاش کرد آنها را با مواد زیست تخریب‌پذیر جایگزین کند. فلزاتی مانند منیزیم و مولیبدن راحت‌تر تجزیه می‌شوند، اما عملکرد ضعیف‌تری دارند. مشکل اصلی این بود که روی منیزیم لایه‌ای تشکیل می‌شد که واکنش الکترولیت و الکترود را متوقف می‌کرد و عمر باتری را کاهش می‌داد.

برای حل این مشکل، پژوهشگران از دو اسید طبیعی یعنی اسید سیتریک که در لیمو یافت می‌شود و اسید لاکتیک استفاده کردند. ترکیب این اسید‌ها با ژلاتین مانع تشکیل آن لایه شد و خروجی باتری را به طور چشمگیری افزایش داد.

الهام از باتری لیمویی دوران کودکی

«شَرمیشتا بهادرا» استاد راهنما، می‌گوید: خیلی‌ها در کودکی باتری لیمویی درست می‌کنند و با سیم مسی چراغی را روشن می‌کنند. همین ایده باعث شد به اسید سیتریک فکر کنیم.

برای اینکه باتری در استفاده روزمره انعطاف کافی داشته باشد، اسید‌ها در ژلاتین معلق شدند و یک الکترولیت نرم و کشسان ساختند. سپس باتری با الگوی هندسی برش خورد؛ روشی که اجازه می‌دهد ماده بدون پارگی کش بیاید و بچرخد. در آزمایش‌ها، این طراحی تا ۸۰ درصد انعطاف داشت، بدون اینکه عملکردش کاهش یابد.

باتری به یک حسگر فشار وصل شد و حدود ۱.۳ ولت توان تولید کرد که کمی کمتر از باتری قلمی ۱.۵ ولتی است، اما برای راه‌اندازی ابزار‌های پوشیدنی کافی است. محققان حتی یک دستگاه لمسی کوچک ساختند که روی انگشت قرار می‌گرفت و با همین باتری کار می‌کرد.

این طراحی برای ایمپلنت‌های پزشکی، پوشیدنی‌های نرم و حتی حسگر‌های اینترنت اشیاء انعطاف‌پذیر مناسب است. پژوهشگران اکنون به دنبال همکاری صنعتی هستند تا فناوری را پیش ببرند، آن را کوچک‌تر کنند، عملکردش را افزایش دهند و در نهایت با مدار‌های کاملا زیست‌ تخریب‌پذیر آن را ترکیب کنند.

بهادرا افزود: انگیزه اصلی ما مقابله با مشکل روبه‌رشد زباله‌های الکترونیکی است. اگر به محل دفن زباله بروید، انبوهی از وسایل الکترونیکی دورریخته‌ شده را می‌بینید. بازیافت خوبی نداریم و بیشترشان سر از کشور‌های کم‌درآمد درمی‌آورند. شاید بتوانیم بخشی از این مشکل را با توسعه سیستم‌های الکترونیک زیست‌تخریب‌پذیر حل کنیم.

منبع: خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)