تولید باتری که با ادرار کار می‌کند

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از گیزمگ، باتری‌ها انواع مختلف دارند اما در ساده‌ترین حالت می‌توان به خودروهای اسباب‌بازی اشاره کرد که برخی در دوران مدرسه آن را می‌سازند و تنها با نیروی گرفته از آبلیمو حرکت می‌کند. اما تولید باتری‌هایی که بتوانند انرژی مورد نیاز خود را از مواد ارزان و قابل دسترس تامین کنند یکی از اهداف محققان است.

محققان دانشگاه استانفورد به تازگی با استفاده از الکترولیت‌های تولید شده از اوره موجود در ادرار اقدام به ساخت نوعی باتری آلومینیومی کرده‌اند. اوره بعد از آب مهم‌ترین ماده تشکیل‌دهنده ادرار است.

این اولین باری نیست که محققان با کمک ادرار باتری تولید کرده‌اند. پیش از این نیز دانشمندان دانشگاه «بث» یک سلول سوخت میکروبی تولید کرده بودند که نیروی آن از ادرار انسان تامین می‌شد. همچنین محققان «وست انگلند» نیز پیش از این ظرفی محصوص ادرار تولید کرده بودند که به طور مستقیم ادرار را به برق تبدیل می‌کرد.

این باتری برای ذخیره شبکه برق از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد و خورشید طراحی شده است. این نوع باتری همچنین نوع به‌روز شده نوع اولیه باتری آلومینومی تولید سال 2015 است که توسط دانشمندان دانشگاه استانفورد تولید شده بود. در نسخه اولیه آن از ترکیب موادشیمیایی موسوم به EMIC (1- اتیل 3- متیل کلرید) به عنوان ماده اصلی الکترولیت ساخته شده بود که با کلرید آلومینیوم ترکیب می‌شد تا نمک مایع یا مایع یونی بسازند.

اما ماده شیمیایی EMIC قیمت بالایی دارد و همین امر باعث شد تا دانشمندان به دنبال ماده‌ای با همین ویژگی اما ارزان‌قیمت‌تر باشند. این باتری جدید مانند نمونه قبلی عمل می‌کند اما به جای ماده EMIC از ادرار برای تأمین انرژی خود استفاده می‌کند که 100 برابر ارزان‌تر است و به طور تجاری به عنوان جزئی از کود تولید شده است.

این باتری ظرفیت انرژی مشابهی نسبت به باتری‌های لیتیومی ندارد به طوری که تراکم انرژی آن تا نصف کمتر است اما میزان تخلیه شارژ آن بالاتر و غیرقابل اشتعال است، ارزان‌تر است و در 45 دقیقه شارژ می‌شود.

اوره، ماده خوبی برای تولید باتری در مقیاس‌های بزرگ‌تر برای شبکه ذخیره‌ای است زیرا تولید آن بسیار ارزان تمام می‌شود. بازدهی مقدار الکتریسیته (بهره‌وری کولمبیک) آن نیز بالا و حدود 99/7 درصد است که چرخه حیات بالای آن را نشان می‌دهد.

بهره‌وری کولمبیک مقیاس اندازه‌گیری میزان شارژی است که از باتری پس می‌گیرید. این مقدار به مقدار شارژی که در اصل به باتری وارد می‌کنید تقسیم شده است. این بدان معناست که شیمی واکنش باتری برگشت‌پذیر است که منجر به چرخه طولانی حیات در این باتری می‌شود.

از نظر تجاری، باتری شبکه ذخیره حداقل طول عمر 10 سال دارد. باتری ادراری در شرایط آزمایشگاهی، 1500 چرخه شارژ را طی کرده است و محققان در نظر دارند این میزان را با فرآیندهای شیمیایی باتری بهبود بخشند. استفاده از ماده EMIC در باتری 50 دلار در هر کیلوگرم قیمت دارد اما استفاده از ادرار در ساخت باتری تنها 0/5 دلار در هر کیلوگرم هزینه دربردارد.

مترجم: ندا اظهری