ساخت باتری با ضایعات هسته‌ای با دوام ۹۰ سال
یک استارتاپ آمریکایی که مدیریت آن را دکتر “نیما گل‌شریفی”، دانشمند ایرانی بر عهده دارد، می‌گوید در حال کاری روی نوعی باتری است که قدرت آن از ضایعات هسته‌ای تامین می‌شود و دوام بالایی دارد.
یک استارتاپ حوزه انرژی موسوم به “NDB” که دکتر “نیما گل‌شریفی”(Nima Golsharifi)، دانشمند ایرانی، مدیرعامل آن است، ادعا می‌کند که به پیشرفت‌هایی در فناوری باتری دست یافته و نوعی باتری ابداع کرده است که با قطعات کوچک ضایعات هسته‌ای کار می‌کند.
به گفته NDB، این باتری‌های نانو الماس به خاطر داشتن تشعشع کم، هنگام بروز تصادف خودرو، ایمن خواهند بود و هزینه آنها کمتر از باتری‌های لیتیوم- یون است (ضایعات هسته‌ای).
بررسی‌هایی که این استارتاپ در “آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور”(LLNL) و “دانشگاه کمبریج”(Cambridge University) انجام داده است، نشان می‌دهند که این باتری در حال حاضر به ۴۰ درصد شارژ می‌رسد. سازندگان امیدوارند که با پیشرفت فناوری، عمر باتری‌ها به یک دهه تا ۲۸۰۰۰ سال هم برسد و انرژی خارق‌العاده‌ای ارائه دهد. این باتری‌ها در صورت موفقیت می‌توانند در همه حوزه‌ها از حمل و نقل الکتریکی گرفته تا تجهیزات الکرونیکی شخصی تحول ایجاد کنند.
“نیل نیکر” (Neel Naicker)، سخنگوی این شرکت استارتاپی گفت: وجود این باتری را در یک آیفون تصور کنید. آیفون با داشتن یک باتری در این اندازه، می‌تواند در یک ساعت پنج برابر، از صفر تا ۱۰۰ شارژ شود. تصور کنید روزی مجبور نباشید که باتری خود را برای یک روز شارژ کنید. حال این زمان را یک هفته، یک ماه و حتی یک دهه در نظر بگیرید. این هدفی است که ما می‌توانیم با کمک این فناوری انجام دهیم.
این ایده، بیش از اندازه خوب به نظر می‌رسد اما اگر آنچه که این شرکت در نظر دارد، به مرحله اجرا برسد، تغییرات اساسی ایجاد خواهد کرد.
گل‌شریفی گفت: اگر بخواهیم در مورد خودروهای الکتریکی صحبت کنیم، باید بگویم که شاید باتری ما بتواند حدود ۹۰ سال بدون نیاز به شارژ مجدد کار کند. (ضایعات هسته‌ای)
محققان “دانشگاه کمبریج” در مطالعه اخیرشان دستگاهی ساخته‌اند که نور خورشید، دی اکسید کربن و آب را بدون نیاز به هیچ مؤلفه اضافی یا برق به یک سوخت کربن خنثی تبدیل می‌کند.
این دستگاه که توسط گروهی از محققان دانشگاه کمبریج ساخته شده است، گامی مهم در جهت دستیابی به فتوسنتز مصنوعی است. فرایندی که طی آن از توانایی گیاهان برای تبدیل نور خورشید به انرژی استفاده می‌کنند. این فرایند مبتنی بر فناوری پیشرفته “فوتوشیت”(photosheet) است و در آن نور خورشید، دی اکسید کربن و آب، به اکسیژن و فرمیک اسید تبدیل می‌شوند. فرمیک اسید یک سوخت قابل ذخیره سازی است که می‌تواند مستقیماً مورد استفاده قرار گیرد یا به هیدروژن تبدیل شود.
محققان در این مطالعه که یافته‌هایش در مجله “Nature Energy” منتشر شده است، از روشی جدید برای تبدیل دی اکسید کربن به سوخت‌های پاک استفاده کرده‌اند.
این وسیله بی‌سیم که محققان توسعه داده‌اند را می‌توان در مزارع انرژی شبیه به مزارع خورشیدی اندازه گیری کرد و از آن استفاده کرد و با استفاده از نور خورشید و آب سوخت پاک تولید کرد. استخراج انرژی خورشیدی برای تبدیل دی اکسید کربن به سوخت یک راه امیدوار کننده برای کاهش انتشار کربن و دوری از سوخت‌های فسیلی است. با این حال، تولید این سوخت‌های پاک و بدون محصولات جانبی ناخواسته چالش برانگیز است.
دکتر “کیان وانگ”(Qian Wang) نویسنده ارشد این مطالعه از دانشکده شیمی دانشگاه کمبریج گفت: دستیابی به فتوسنتز مصنوعی با درجه بالایی از گزینش پذیری دشوار است، چرا که شما می توانید به اندازه میزان نور خورشید خود سوخت مورد نظر را تولید کنید. علاوه بر این، ذخیره سوخت‌های گازی و جداسازی محصولات جانبی می‌تواند پیچیده باشد. ما می‌خواهیم به جایی برسیم که بتوانیم سوخت مایع را که به راحتی قابل ذخیره و حمل است به راحتی تولید کنیم.
در حالی که برگ مصنوعی از سلول‌های خورشیدی استفاده می‌کند، دستگاه جدید نیازی به این اجزا ندارد و فقط برای تولید صفحه به فوتوکاتالیست‌های تعبیه شده بر روی یک صفحه که صفحه فوتوکالیست نام دارد، متکی است. این صفحه‌ها از پودرهای نیمه هادی تشکیل شده‌اند که می‌توانند در مقادیر زیاد و به راحتی و مقرون به صرفه تهیه شوند. علاوه بر این، این فناوری جدید از استحکام بیشتری برخوردار است و سوخت پاک تولید می‌کند که نگهداری آن راحت‌تر است. اندازه آزمایش واحد ۲۰ سانتی متر مربع است اما محققان می‌گویند که مقیاس آن باید نسبتاً ساده باشد تا اندازه آن به چندین متر مربع برسد. علاوه بر این، فرمیک اسید می‌تواند در محلول جمع شود و از نظر شیمیایی به انواع مختلفی از سوخت تبدیل شود.
محققان این مطالعه در سال ۲۰۱۹ ، یک رآکتور خورشیدی را بر اساس طرح ‘برگ مصنوعی’ تولید کردند که در آن از نور خورشید، دی اکسید کربن و آب برای تولید سوخت استفاده می‌کردند. راکتور “سینگس”(syngas) نام داشت این فناوری جدید نیز کاملا شبیه به برگ مصنوعی به نظر می‌رسد و رفتار می‌کند اما به روشی متفاوت عمل می‌کند و فرمیک اسید تولید می‌کند.
وانگ گفت: ما شگفت زده شدیم وقتی دیدیم این دستگاه از لحاظ گزینش پذیری خوب عمل کرده است. تقریباً هیچ محصول جانبی تولید نکرده است. کاتالیزور مبتنی بر کبالت دی اکسید کربن ساخته شده و نسبتا پایدار بوده و ساخت آن آسان است.
منبع:ایسنا