Μπαταρία ξύλου

Μια μικροσκοπική μπαταρία ξύλου μεγάλης διάρκειας κατασκεύασαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ. από ένα λεπτό φύλλο ξύλου, επικαλυμμένο με κασσίτερο, ενώ χρησιμοποιεί νάτριο αντί για λίθιο, κάτι που την καθιστά περιβαλλοντικά φιλική.

Το νάτριο δεν αποθηκεύει την ενέργεια το ίδιο αποδοτικά με το λίθιο, οπότε η μπαταρία δύσκολα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στα κινητά τηλέφωνα, ωστόσο το χαμηλό της κόστος και τα κοινά της υλικά την καθιστούν ιδανική για τη στιγμιαία αποθήκευση τεραστίων ποσοτήτων ενέργειας (π.χ. αποθήκευση ηλιακής ενέργειας σε μια μονάδα ηλεκτροπαραγωγής).

Άλλο ένα πλεονέκτημα της πρωτοποριακής μπαταρίας είναι ότι φτιάχνεται από εύκαμπτες ίνες ξύλου, οι οποίες εξασφαλίζουν περισσότερους από 400 κύκλους φόρτισης και μεγάλη διάρκεια. Σημειώνεται ότι οι υφιστάμενες μπαταρίες στην πλειοψηφία τους κατασκευάζονται πάνω σε άκαμπτες βάσεις, αρκετά εύθραυστες για να αντέξουν τη διαστολή και συστολή που προκαλείται από την αποθήκευση και τη χρήση των ηλεκτρονίων στη μπαταρία.

"Οι ίνες του ξύλου που φτιάχνουν το δέντρο κάποτε είχαν νερό, το οποίο είναι πλούσιο σε μέταλλα, οπότε θεωρούνται ιδανικές για την αποθήκευση υγρών ηλεκτρολυτών και μπορούν να αποτελέσουν όχι μόνο τη βάση αλλά ενεργό μέρος της μπαταρίας", δήλωσε ο Liangbing Hu, που συμμετέχει στην έρευνα.

Μετά από εκατοντάδες κύκλους φόρτισης και αποφόρτισης της μπαταρίας στο εργαστήριο, το ξύλο "τσαλακώθηκε", ωστόσο παρέμεινε ανέπαφο.

Υπολογιστικά μοντέλα έδειξαν ότι οι ρωγμές που σχηματίστηκαν χαλαρώνουν με αποτελεσματικότητα την πίεση στη μπαταρία κατά τη διαδικασία φόρτισης και αποφόρτισης, κάτι που επεκτείνει τη διάρκεια ζωής της.

Δείτε το σχετικό άρθρο και το αντίστοιχο βίντεο εδώ

Δείτε ακόμα :

Υγρές μπαταρίες λιθίου ψεκάζονται σε οποιαδήποτε επιφάνεια

Μπαταρίες από νάτριο

Ηλεκτροφόρο σπρέι

Υγρές μπαταρίες λιθίου ψεκάζονται σε οποιαδήποτε επιφάνεια

Μια ασυνήθιστη μπαταρία λιθίου που μπορεί κυριολεκτικά να ψεκαστεί σε οποιαδήποτε επιφάνεια παρουσιάστηκε από μηχανικούς στο Τέξας, οι οποίοι τη δοκίμασαν ακόμα και σε πλακάκια μπάνιου και κούπες του καφέ.

Στο μέλλον, η υγρή μπαταρία θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε μικρότερες, ελαφρύτερες ηλεκτρονικές συσκευές, ή ακόμα και να καλύπτει τις προσόψεις κτηρίων για να αποθηκεύει την ενέργεια που προσφέρουν τα φωτοβολταϊκά πάνελ.

"Μπορούμε βασικά να μετατρέψουμε σε μπαταρία οποιαδήποτε επιφάνεια ή αντικείμενο" δήλωσε ο Νίλαμ Σινγκ, φοιτητής Μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Rice του Τέξας και πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης στο Nature Scientific Reports.

Η ομάδα του Σινγκ δημιούργησε υγρές εκδόσεις των πέντε εξαρτημάτων από τα οποία αποτελείται κάθε μπαταρία ιόντων λιθίου: δύο ηλεκτρόδια, μια άνοδο, μια κάθοδο και ένα ενδιάμεσο διαχωριστικό από πολυμερές υλικό.

Τα "υγροποιημένα" εξαρτήματα ψεκάστηκαν ως διαδοχικά στρώματα πάνω σε μια ποικιλία υλικών, όπως γυάλινες πλάκες και φύλλα ανοξείδωτου χάλυβα, ακόμα και πάνω στην κυρτή επιφάνεια μιας κούπας για καφέ.

Σε ένα από τα πειράματα, η υγρή μπαταρία ψεκάστηκε σε εννέα κεραμικά πλακάκια μπάνιου που συνδέθηκαν σε ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο κάτω από μια ισχυρή λάμπα. Όταν φορτίστηκαν πλήρως από το φως, τα πλακάκια "προσέφεραν αρκετή ενέργεια για να μπορούν να τροφοδοτούν 40 κόκκινα LED για περισσότερες από έξι ώρες" γράφουν οι ερευνητές στη δημοσίευσή τους.

"Τα κεραμικά πλακάκια που μετατρέψαμε σε μπαταρίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή των εξωτερικών τοίχων ενός σπιτιού" οραματίζεται ο Σινγκ.

"Ένας τοίχος κατασκευασμένος από τέτοιες μπαταρίες θα μπορούσε στη συνέχεια να καλυφθεί με ηλιακές κυψέλες. Αυτός ο συνδυασμός ηλιακών κυψελών και μπαταριών θα επέτρεπε τη συλλογή και αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας" εξηγεί.

Το πρόβλημα, αναγνωρίζει ο ίδιος, είναι ότι η νέα μπαταρία περιέχει τοξικούς, εύφλεκτους και διαβρωτικούς υγρούς ηλεκτρολύτες, οι οποίοι πρέπει να ψεκάζονται σε περιβάλλον από το οποίο απουσιάζει το οξυγόνο και η υγρασία.

Παρόλα αυτά, οι ερευνητές εκτιμούν ότι η εφεύρεσή τους έχει μεγάλα περιθώρια βελτίωσης, και έχουν ήδη καταθέσει αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.

Η πλήρης δημοσίευση

Δείτε ακόμη : Μπαταρίες νατρίου 

Μπαταρίες από νάτριο

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται από τα smartphone μέχρι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, αλλά ερευνητές στην Ιαπωνία θέλουν να αντικαταστήσουν το λίθιο με ένα στοιχείο σε αφθονία στη φύση, το νάτριο. Για να μπορέσουν οι μπαταρίες νατρίου να απελευθερώσουν την ίδια ποσότητα ενέργειας με τις αντίστοιχες του λιθίου, έπρεπε να κατασκευαστεί ένα ηλεκτρόδιο από εντελώς νέα υλικά. Ένωσαν λοιπόν οξείδιο του σιδήρου, οξείδιο του νατρίου και οξείδιο του μαγγανίου σε ένα σβόλο. Ο σβόλος αυτός "ψήθηκε" στους 900 βαθμούς Κελσίου για 12 ώρες. Έπειτα, οι ερευνητές έφτιαξαν μία μπαταρία νατρίου χρησιμοποιώντας το νέο υλικό στο θετικό ηλεκτρόδιο και μεταλλικό νάτριο στο αρνητικό. Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά, αν και οι επιστήμονες πρέπει να λύσουν το εξής πρόβλημα : η ενεργειακή πυκνότητα του νέου υλικού, αρχίζει και φθίνει μετά από ένα κύκλο 30 επαναφορτίσεων, πράγμα που σημαίνει πως το νέο υλικό συγκρατεί ολοένα και λιγότερη ενέργεια μετά από αυτό το στάδιο.

Όμως, η "εφεύρεση" του νέου υλικού από τους Ιάπωνες, θα επιτρέψει την κατασκευή μπαταριών νατρίου που θα είναι οικονομικότερες, ισχυρότερες, μικρότερες και πιο ελαφριές.

Πράγμα που σημαίνει πως ανοίγει ο δρόμος και για να αλλάξει δραματικά ο σχεδιασμός των συσκευών μας. 

Ολόκληρο το άρθρο : Ars Technica