Η μπαταρία ψευδαργύρου που κατασκευάζεται βάσει κράματος από κελύφη καβουριών μπορεί να επαναφορτιστεί τουλάχιστον 1000 φορές και να βιοδιασπαστεί ή να ανακυκλωθεί στο τέλος της ζωής της.
Η επαναφορτιζόμενη μπαταρία μπορεί να αποθηκεύει αιολική και ηλιακή ενέργεια και αργότερα μπορεί να βιοδιασπαστεί με ασφάλεια ή να ανακυκλωθεί.
Το κρίσιμο συστατικό είναι η χιτοζάνη, έκδοχο της χιτίνης, ουσίας που βρίσκεται στα κελύφη των καβουριών και των γαρίδων. Η μπαταρία μπορεί να παρέχει εντυπωσιακή αποθήκευση ενέργειας και να επαναφορτιστεί τουλάχιστον 1000 φορές, όπως ανέφερε ο Dr. Liangbing Hu, του Πανεπιστημίου του Maryland.
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αποτελούν το υπάρχον πρότυπο, αλλά η παραγωγή τους απαιτεί εξόρυξη λιθίου, το οποίο μπορεί να βλάψει το περιβάλλον και υπάρχει σε περιορισμένες ποσότητες.
Οι μπαταρίες ιόντων ψευδαργύρου συνιστούν ενδιαφέρουσα εναλλακτική επειδή ο ψευδάργυρος αφθονεί στη φύση, επισήμανε ο Dr. Hu. Ωστόσο, οι μπαταρίες ιόντων ψευδαργύρου συνήθως δεν μπορούν να φορτιστούν πολλές φορές και δεν αποδίδουν ικανοποιητικά επειδή το νερό της μπαταρίας – που είναι απαραίτητο ως αγωγός των ιόντων – διαβρώνει τον ψευδάργυρο και σχηματίζει εναποθέσεις στην άνοδο που παρεμποδίζουν την λειτουργία της μπαταρίας.
Ο Dr. Hu αποφάσισε να διερευνήσει τη χιτοζάνη επειδή τα μόριά της συνάδουν με το νερό, που σημαίνει ότι χρειάζονται λιγότερα μόρια νερού για να αντιδράσουν με τον ψευδάργυρο, κάτι που μπορεί να βοηθήσει στην πρόληψη της διάβρωσης ψευδαργύρου.
Η χιτοζάνη είναι βιοδιασπώμενη και ευρέως διαθέσιμη στη φύση παγκοσμίως, είναι ασφαλής και φθηνή, σημείωσε ο Dr. Hu. Μια μεμβράνη μπαταρίας μεγέθους κέρματος 2 εκατοστών, που χωρίζει την άνοδο από την κάθοδο, απαιτεί μόλις 20 μικρογραμμάρια σκόνης χιτοζάνης εμπορίου, που κοστίζει περίπου 0,00017 σεντς ΗΠΑ.
Ο Dr. Hu και οι συνεργάτες του δημιούργησαν μια εύκαμπτη, διαφανή μεμβράνη από ιόντα χιτοζάνης και ψευδαργύρου, συμπιέζοντάς την μέχρι να γίνει επίπεδη και συμπαγής. Στη συνέχεια την τοποθέτησαν πάνω από την άνοδο ψευδαργύρου. Η κάθοδος κατασκευάστηκε από οργανικό κράμα γνωστό ως πολυ(βενζοκινονυλσουλφίδιο) ή PBQS.
Οι δοκιμές έδειξαν πως η μεμβράνη επέδειξε υψηλή, ταχεία αγωγιμότητα ιόντων ψευδαργύρου, χωρίς την τυπική διάβρωση. Αντιθέτως, τα μόρια ψευδαργύρου μετατράπηκαν σε μικροσκοπικά εξάγωνα πλακίδια που συσσωρεύτηκαν σε επίπεδα στρώματα κατά μήκος της ανόδου της μπαταρίας και συνέχισαν να συμβάλλουν στη μείωση ανεπιθύμητων αντιδράσεων με τον ψευδάργυρο.
Όσον αφορά στην απόδοση και στη διάρκεια ζωής, το πρότυπο λειτούργησε με υψηλή πυκνότητα ρεύματος 50 milliamperes ανά τετραγωνικό εκατοστό για 400 ώρες – ή 1000 κύκλους φόρτισης, που αντιστοιχούν στις μικρές μπαταρίες λιθίου.
«Δεν είναι εύκολο να λειτουργήσουν οι μπαταρίες σε υψηλή πυκνότητα ρεύματος», εξήγησε ο Dr. Hu.
Μέσα στην σφραγισμένη μπαταρία, η χιτοζάνη θα υποβαθμιστεί σταδιακά σε κάποια χρόνια και ο εναπομένων ψευδάργυρος μπορεί να ανακυκλωθεί, πρόσθεσε.
Πηγή: New Scientist
