Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της New South Wales της Αυστραλίας έκαναν μια πρωτοποριακή ανακάλυψη στην τεχνολογία μπαταριών, χρησιμοποιώντας μια απροσδόκητη πηγή: τα οξέα των τροφίμων, συμπεριλαμβανομένων αυτών που βρίσκονται στο κρασί, τα οποία συνήθως πετάγονται ως απόβλητα.
«Ένα νέο συστατικό μπαταρίας που χρησιμοποιεί οξέα με βάση τα τρόφιμα που βρίσκονται στη διαδικασία διάσπασης και στην οινοποίηση θα μπορούσε να κάνει τις μπαταρίες ιόντων λιθίου πιο αποτελεσματικές, προσιτές και βιώσιμες», όπως ανέφεραν οι ερευνητές.
Επί του παρόντος, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου κυριαρχούν στην αγορά ενέργειας. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε οτιδήποτε, από smartphone έως ηλεκτρικά οχήματα. Ωστόσο, προκαλούν και αρκετά προβλήματα.
Για παράδειγμα, ένα κρίσιμο μέρος αυτών των μπαταριών είναι η άνοδος, που παραδοσιακά κατασκευάζεται από γραφίτη. Ωστόσο, όπως επισημαίνει ο καθηγητής Neeraj Sharma, ο οποίος ηγήθηκε της ομάδας, η συμβατική μέθοδος παραγωγής γραφίτη για μπαταρίες είναι αρκετά επιβλαβής για το περιβάλλον και δε συνάδει με τις αρχές της βιωσιμότητας.
«Περίπου το 60% του γραφίτη χάνεται στα στάδια επεξεργασίας, τα οποία συνήθως απαιτούν υψηλές θερμοκρασίες και πολύ ισχυρά οξέα για να επιτευχθεί η απαιτούμενη καθαρότητα… επομένως έχει τεράστιο περιβαλλοντικό αντίκτυπο», παρατήρησε.
Η νέα τεχνολογία αντικαθιστά τον γραφίτη με ενώσεις που προέρχονται από οξέα τροφίμων όπως το τρυγικό και το μηλικό οξύ.
«Στόχος μας είναι να κατανοήσουμε πραγματικά τα υλικά [που χρησιμοποιούνται στις μπαταρίες] και τον μηχανισμό τους κατά τη λειτουργία της μπαταρίας, και χρησιμοποιώντας αυτή την κατανόηση μπορούμε να σχεδιάσουμε καλύτερα υλικά», τόνισε ο καθηγητής Sharma.
«Χρησιμοποιώντας τα απόβλητα που παράγονται σε κλίμακα για εξαρτήματα μπαταριών, η βιομηχανία μπορεί να διαφοροποιήσει τις εισροές της, αντιμετωπίζοντας ταυτόχρονα τις περιβαλλοντικές και αειφορικές ανησυχίες».
Οι ερευνητές έχουν δείξει τις δυνατότητες της τεχνολογίας τους κατασκευάζοντας ένα πρωτότυπο στοιχείο μπαταρίας.
Αυτό το πρωτότυπο είναι παρόμοιο σε μέγεθος με αυτά των κινητών τηλεφώνων και αποθηκεύει περισσότερη ενέργεια από τις παραδοσιακές μπαταρίες που βασίζονται σε γραφίτη. Αυτό μπορεί να επιτρέψει στις συσκευές να διατηρούν μεγαλύτερη διάρκεια φόρτισης.
Η ομάδα εργάζεται τώρα για να επεκτείνει τη διαδικασία παραγωγής της, μεταβαίνοντας από μπαταρίες μικρού μεγέθους σε μεγαλύτερα μεγέθη για πιο απαιτητικές συσκευές. Πραγματοποιούν επίσης δοκιμές για να διασφαλίσουν ότι οι μπαταρίες διαρκούν μετά από επαναλαμβανόμενη χρήση και σε ποικίλες θερμοκρασίες.
«Κατανοώντας τη χημεία των μπαταριών, μπορούμε να βελτιώσουμε τις φυσικές τους ιδιότητες και να βελτιώσουμε την ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας [για να διατηρούν περισσότερη ισχύ], την ιοντική αγωγιμότητα [επιτρέποντας υψηλότερους ρυθμούς εκφόρτισης ή επαναφόρτισης ενέργειας] ή τη δομική σταθερότητα [επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής τους για τη βελτίωση της βιωσιμότητας] », ανέφερε ο κ. Sharma.
Αυτή η σημαντική ανακάλυψη έχει τη δυνατότητα όχι μόνο να κάνει τις μπαταρίες πιο βιώσιμες αλλά και πιο προσιτές και αποδοτικές. Παράλληλα, οι ερευνητές εξετάζουν και την εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας σε μπαταρίες ιόντων νατρίου, μια άλλη πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση στις μπαταρίες ιόντων λιθίου.
