15 اکتبر 2020توسط مونیکا وستمن سوونسلیوس ، دانشگاه لینکپینگ میخائیل واگین ، مهندس اصلی تحقیقات و دانشجوی دکترا ، پنگویی دینگ ، آزمایشگاه الکترونیک ارگانیک. اعتبار: ثور بلخد
محققان آزمایشگاه الکترونیک آلی ، دانشگاه Linköping ، برای اولین بار اکو باتری را ارایه دادند. این نوع باتری معروف به “باتری جریان اکسیداسیون ” است ، با ظرفیت زیادی که می تواند برای ذخیره انرژی از توربین های بادی و سلول های خورشیدی و به عنوان یک پاوربانک برای اتومبیل استفاده شود کاربرد دارد.
باتری های ردوکس باتری های ساکن هستند که در آنها انرژی در الکترولیت ، خارج از سلول ، مانند سلول سوختی قرار دارد. آنها اغلب با پیشوند “eco” به بازار عرضه می شوند ، زیرا امکان ذخیره انرژی اضافی مثلاً از خورشید و باد را فراهم می کنند. بعلاوه ، به نظر می رسد بارگیری مجدد آنها به دفعات نامحدود ممکن باشد. با این حال ، جریان اکسیداسیون باتری ها اغلب حاوی وانادیوم ، فلز کمیاب و گران قیمت هستند. الکترولیتی که در آن انرژی در باتری جریان ردوکس ذخیره می شود می تواند مبتنی بر آب باشد که باعث می شود باتری از نظر ایمنی مورد استفاده واقع شود ، اما منجر به تراکم انرژی کمتری می شود.
میخائیل واگین ، مهندس اصلی تحقیقات و همكارانش در آزمایشگاه الکترونیك آلی ، پردیس نوركوپینگ ، هم اكنون موفق به تولید نه تنها یك الكترولیت بر پایه آب بلكه همچنین الکترودهایی از مواد آلی شده اند كه تراکم انرژی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. از این طریق می توان باتری های کاملاً آلی دو دی اکسید را برای ذخیره انرژی مثلاً از خورشید و باد و جبران تغییرات بار در شبکه تأمین برق تولید کرد.
آنها از پلیمر رسانا PEDOT برای الکترودها استفاده کرده اند که برای انتقال یونهای مثبت (کاتیون ها) یا یون های منفی (آنیون ها) آن را جمع کرده اند. الکترولیت مبتنی بر آب که آنها تولید کرده اند از محلول مولکول های کینون تشکیل شده است که می تواند از مواد جنگلی استخراج شود.
ویکتور گوئسکین ، مهندس اصلی تحقیق در آزمایشگاه الکترونیک آلی ، و یکی از نویسندگان مقاله ای که اکنون در Advanced Functional Materials منتشر شده است چنین می گوید:
“کینون ها را می توان از چوب تهیه کرد ، اما در اینجا ما از مولکول مشابه ، به همراه انواع مختلف پلیمر رسانا PEDOT استفاده کرده ایم. به نظر می رسد که آنها با یکدیگر بسیار سازگار هستند ، که مانند هدیه ای از دنیای طبیعی است”
سازگاری زیاد به این معنی است که الکترودهای PEDOT به مولکول های کینون کمک می کنند تا بین حالت اکسید شده و کاهش یافته خود جابجا شوند و از این طریق جریان پروتون ها و الکترون ها ایجاد می شود.
“کنترل فرآیند یون به طور معمول دشوار است ، اما ما در اینجا آن را مدیریت کرده ایم. ما همچنین از یک پدیده اساسی در الکتروکاتالیز استفاده می کنیم که در آن یک یون خاص در محلول ، در این مورد یون های کینون ، به الکتریسیته تبدیل می شود.
باتری های جریان اکسید ردوکس آلی هنوز تراکم انرژی کمتری نسبت به باتری های حاوی وانادیوم دارند ، اما بسیار ارزان ، کاملاً قابل بازیافت ، ایمن و مناسب برای ذخیره انرژی و جبران تغییرات بار در شبکه تامین برق هستند. شاید در آینده به عنوان یک پاوربانک برای خودرو الکتریکی ، یک باتری جریان اکسید ردوکس آلی در خانه داشته باشیم.
