ساخت باتری های جریانی ارزان قیمت و پربازده با استفاده از ویتامین ها

محققان دانشگاه هاروارد با الهام از قابلیت های بدن انسان برای ذخیره انرژی، راهکار جدیدی را برای ساخت باتری های آلکالین با استفاده از مولکول های ارگانیک ویتامین B2 ابداع کردند.

کد خبر: ۱۲۱۲۲۸۶

تاریخ: ۰۳ مرداد ۱۳۹۵ - ۱۰:۱۲

به گزارش خبرگزاری دانا، از آنجا که مولکول های ویتامین B2 غیرسمی و غیرقابل اشتعال هستند و با هزینه بسیار پایینی تولید می شوند، این فناوری می تواند راهگشای ساخت مراکز عظیم ذخیره انرژی حاصل از منابع تجدیدپذیر مانند باد و خورشید باشد.
باتری های جریانی نوعی منبع ذخیره انرژی قابل شارژ هستند که در آن ها مواد شیمیایی محلول در مایعات در دو محفظه مجزا قرار گرفته اند. هنگامی که باتری با استفاده از انرژی الکتریکی حاصل از باد یا خورشید شارژ می شود، الکترون ها از محلول دارای بار مثبت به محلول دارای بار منفی حرکت می کنند. سپس وقتی باتری روشن می شود، یک جریان الکتریکی با جهت معکوس ایجاد می شود. این باتری، اختلاف پتانسیلی بین یک تا 2.2 ولت ایجاد می کند. قاعده کلی این است که هرچه ابعاد محفظه محلول شیمیایی بزرگتر باشد، میزان بیشتری از انرژی الکتریکی در آن ذخیره می شود.
معمولا در این باتری ها از یون های فلزی در محلول های اسیدی استفاده می شود، اما محققان هاروارد توانستند این محلول ها را با ویتامین B2 جایگزین کنند. این ویتامین انرژی حاصل از تجزیه مواد غذایی در بدن را ذخیره می کند. تنها تفاوت کار در اینجاست که ویتامین B2 برای تبادل الکترون از اتم های نیتروژن استفاده می کند، در حالی که در فرآیند متداول در باتری های آلکالین از اتم های اکسیژن استفاده می شود. محققان با انجام تغییرات کوچکی در ساختار ویتامین B2 توانستند این مشکل را نیز حل کنند.
این مولکول ها دارای پایداری و قابلیت انحلال بالایی هستند و امکان تولید اختلاف پتانسیل بالا و همچنین ظرفیت بالای ذخیره انرژی را فراهم می کنند. از آنجا که تولید ویتامین ها بسیار ساده است، به آسانی می توان این مولکول ها را در مقیاس بزرگ و با هزینه بسیار پایین تولید کرد.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nature Energy منتشر شده است.