ساخت یک باتری جدید برای ذخیره سازی انرژی های تجدیدپذیر

به گزارش کلیک ، محققان این دانشگاه موفق شده اند با استفاده از اوره (که ماده ای مقرون به صرفه و طبیعی است و به آسانی یافت می شود)، آلومینیوم و گرافیت، باتری جدیدی برای ذخیره سازی انرژی های تجدیدپذیر بسازند که کارایی آن نسبت به باتری های قبلی بسیار بیشتر است.

هانگ جی دای، استاد شیمی دانشگاه استنفورد به همراه فرد دیگری به نام مایکل آنجل، موفق شدند با استفاده از آلومینیوم و گرافیت که در همه جا به میزان فراوانی یافت می شوند، این باتری غیر قابل اشتعال را تهیه کنند.

آقای دای به بیان این مطلب پرداخت که محققان دانشگاه استنفورد موفق شده اند از ارزان ترین و فراوان ترین مواد روی زمین یعنی آلومینیوم، گرافیت و اوره، باتری جدیدی بسازند که از عملکرد خوبی نیز برخوردار است. در ضمن این باتری می تواند برای مدت زمان زیادی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

کارمندان آزمایشگاه پروفسور دای در سال ۲۰۱۵ موفق شدند برای نخستین بار با استفاده از آلومینیوم، یک باتری قابل شارژ تهیه کنند که کارایی فوق العاده خوبی داشت. این باتری در کمتر از یک دقیقه شارژ می شد و توانست هزاران بار شارژ شود و مورد استفاده قرار گیرد. کارمندان آزمایشگاه دکتر دای توانستند با همکاری اعضای موسسه علمی و تحقیقاتی تایوان (ITRI)، نیروی یک موتور سیکلت را به وسیله این باتری جدید تأمین کنند و به دلیل کسب نتایج موفقیت آمیز توانستند جایزه کنفرانس R&D 100 در سال ۲۰۱۶ را از آن خود کنند.

اگرچه این باتری کارایی بسیار خوبی داشت؛ اما یکی از معایب این باتری این بود که الکترود آن از مواد گران قیمتی تهیه شده بود؛ اما در ساخت الکترود به کار گرفته شده در باتری جدید ساخته شده توسط محققان دانشگاه استنفورد، از اوره استفاده شده است و طبق برآورده های انجام شده، هزینه ساخت این باتری جدید، تقریبا یک صدم باتری ساخته شده در سال ۲۰۱۵ خواهد بود. این باتری کارایی بیشتری نسبت به باتری ساخته شده در سال ۲۰۱۵ دارد و تنها در مدت ۴۵ دقیقه شارژ می شود. آقای دای متذکر شد که تفاوت هزینه ساخت این باتری جدید با هزینه ساخت باتری مذکور، مانند تفاوت روز و شب است!

کارایی و فایده این باتری جدید زمانی مشخص خواهد شد که نیاز به استفاده از فناوری های تجدیدپذیر به میزان قابل توجهی افزایش پیدا کند. انرژی خورشیدی و سایر انرژی های تجدیدپذیر، انرژی های قابل اعتمادی هستند و می توان زمانی که سایر انرژی ها در دسترس نیستند، به خوبی از آن ها بهره مند شد؛ اما ذخیره سازی این انرژی ها و استفاده از آن ها هنگامی که شرایط برای تولید آن فراهم نیست، به یک چالش بزرگ برای محققان و دانشمندان تبدیل شده است.

این نخستین باری است که در ساخت یک باتری از اوره استفاده شده است.

تقاضای روز افزون برای استفاده از انرژی خورشیدی باعث شده است که نیاز به باتری های کم هزینه و کارآمد برای ذخیره سازی انرژی خورشیدی و استفاده از آن در شب، بیش از پیش احساس شود. در حال حاضر باتری هایی همچون باتری های لیتیوم یونی و باتری های اسیدی در بازار موجود هستند؛ اما مشکلی که وجود دارد این است که هر دو نوع باتری گران قیمت هستند و از سوی دیگر دارای عمر مفید کمی هستند.

ممکن است باتری ساخته شده توسط آقای دای و همکارانش، در آینده بتواند این مشکل را برطرف کند. آقای دیوید آنجل اذعان کرد که این باتری می تواند با هزینه کمی ساخته شود و از کارایی بسیار بالایی نیز برخوردار است. در ضمن ذخیره سازی انرژی به صورت شبکه ای هدف اصلی محققان دانشگاه استنفورد است.

طبق گفته آقای آنجل به دلیل اینکه این باتری می تواند با هزینه کمی ساخته شود و در عین حال از کارایی و عمر مفید بالایی نیز برخوردار است، دستیابی به هدف ذخیره سازی انرژی به صورت شبکه ای، ممکن و شدنی است. کارایی کارادیک بالا (توانایی اندازه گیری میزان شارژ تخلیه شده از هر یک باتری های یک شبکه) در این باتری، ثابت شده است و میزان آن ۹۹٫۷ درصد است. یکی از مزایای دیگر این باتری جدید این است که خطر کمی دارد و قابل اشتعال نیست.

آقای دای متذکر شد به دلیل اینکه در ساخت این باتری جدید از اوره استفاده شده است، احتمال منفجر شدن و آتش گرفتن آن بسیار کم است.

اعضای تیم تحقیقاتی آقای دای، گواهی اختراع این باتری جدید را به ثبت رسانده اند و یک نسخه تجاری از این باتری کم هزینه و کم خطر نیز در حال ساخت است.

محققان معتقدند این باتری می تواند ذخیره سازی انرژی خورشیدی در تمام منازل و ساختمان ها را تسهیل کند و حتی این توانایی را دارد که زندگی روزمره افراد را تغییر دهد.