باتری‌‌های مرسوم لیتیوم-یونی همانند آنچه در گوشی‌های هوشمند، کامپیوترها و دیگر دستگاه‌های الکترونیک استفاده می‌شود، از مایعات فرار به‌عنوان الکترولیت استفاده می‌کنند. این الکترولیت‌‌ها، یون‌‌های لیتیوم را بین الکترودهای منفی و مثبت باتری هدایت می‌کنند. الکترولیت‌‌های مایع اگرچه این عمل را به‌خوبی انجام می‌دهند، اما بسیار مضر و خطرناک هستند. در واقع اگر باتری دچار مشکل شود، ممکن است باعث آتش‌‌سوزی شود. اگرچه این اتفاق کمتر پیش آمده، اما طی سال‌های اخیر، گزارش‌‌های مربوط به انفجار باتری دستگاه‌های الکترونیکی کم نبوده‌‌اند. حال محققان برای ‌ایمن‌‌تر کردن باتری‌‌ها، تولید باتری‌‌های حالت جامد را در دستور کار دارند که در آنها یک مایع جامد نقش الکترولیت را ایفا می‌کند. بدیهی است که یک ماده جامد و غیرقابل اشتعال می‌تواند خطر کمتری داشته و آسیب کمتری نیز برای تولید به محیط‌زیست وارد آورد.

در اغلب تحقیقات پیرامون الکترولیت‌‌های جامد، پژوهشگران از مواد سرامیکی استفاده می‌کنند که اگرچه یون‌‌ها را به‌خوبی منتقل می‌کنند اما شکننده هستند و به‌راحتی ترک می‌‌خورند، اما محققان دانشگاه Brown موفق به‌دستیابی به روشی برای استفاده از ماده‌‌ای دیگر یعنی چوب به‌عنوان الکترولیت جامد شده‌‌اند. این ماده از ترکیبی از مس و لوله‌های پلیمری از چوب درختان به‌دست آمده، که به آن نانوفیبریل‌‌های سلولوزی گفته می‌شود، ساخته می‌شود. این ماده پلیمری تولیدشده توسط محققان، بسیار نازک و در عین حال انعطاف‌‌پذیر بوده و شبیه به یک ورق کاغذ به‌نظر می‌رسد. افزون بر این، رسانایی یون این ماده نیز به‌خوبی مواد ضخیم و مواد سرامیکی است. یو کی، از محققان این گروه تحقیقاتی در این‌خصوص می‌گوید: یون‌‌های لیتیوم در این الکترولیت جامد ارگانیک از طریق مکانیزم‌‌‌هایی حرکت می‌کنند که ما عموما مشابه آن را در مواد سرامیکی غیرارگانیک می‌‌بینیم و این کار، رسانایی یونی بالایی را به ارمغان می‌‌آورد. استفاده از این مواد که محصول طبیعت است، از تبعات منفی تولید باتری بر محیط‌زیست می‌کاهد.

محققان امیدوارند که با توسعه بیشتر این روش، بتوانند در آینده نزدیک باتری‌‌های حالت جامد را در سری جدید انواع دستگاه‌های الکترونیکی تعبیه کنند.

 

 

این مطلب برایم مفید است
9 نفر این پست را پسندیده اند