به نقل از «آنا»

تامین انرژی نسل بعدی باتری‌های قابل شارژ با پوسته خرچنگ

تاریخ انتشار: ۲۳ اسفند ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۳۲۸۴۶۴

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، هر کسی که تا به حال از خوردن پا‌های خرچنگ تازه یا دم خرچنگ لذت برده است، می‌تواند ثابت کند که عبور از پوسته‌های سخت آن‌ها چقدر دشوار است. اما به جای دور انداختن آنها، دانشمندان به طور فزاینده‌ای به دنبال اسکلت بیرونی این حیوان برای پزشکی و بیوتکنولوژی جدید هستند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

بیشتر علاقه‌ها بر روی کیتوزان متمرکز شده است، مشتقی از کیتین پلیمر پلی ساکاریدی که به وفور در پوسته سخت پوستان، اسکلت بیرونی حشرات و دیواره سلولی قارچ وجود دارد. اما اکنون دانشمندان کشف کرده‌اند که بازگرداندن زباله‌های پوسته به کربن سخت ممکن است بتواند بخش کلیدی مدار الکتریکی باتری‌های قابل شارژ مبتنی بر سدیم را تشکیل دهد، که جایگزینی پایدار برای فناوری لیتیوم فعلی است.

محققان دریافتند که تولید کربن سخت از پوسته سخت پوستان این پتانسیل را دارد که به عنوان آند (الکترود منفی) برای باتری‌های یون سدیم کار کند. آن‌ها با گرم کردن پوسته‌ها تا دمای بیش از ۱۰۰۰ درجه فارنهایت (۵۳۸ درجه سانتیگراد)، پوسته را به کربن تبدیل کردند و آن را به محلولی از سولفید قلع (SnS۲) یا سولفید آهن (FeS۲) اضافه کردند. این فرآیند یک آند یون سدیم یا الکترود مثبت باتری را تشکیل داد.

باتری‌های یون سدیم (SIB) یک فناوری نوظهور و جایگزین پایدار برای باتری‌های لیتیوم یون (LIBs) هستند. اگرچه این باتری‌ها از نظر شیمیایی شبیه باتری لیتیوم است، اما یون‌های سدیم بزرگ‌تر هستند و به آند متفاوتی نسبت به یون‌های معمول گرافیت نیاز دارند. اینجاست که تیم یون چن، یو ژائو، هونگ بین لیو و تینگلی ما جایگزینی سازگار در خرچنگ‌ها پیدا کردند.

کربن این خرچنگ یک آند متخلخل، فیبری و با سطحی بزرگ ارائه می‌کند که رسانایی و توانایی انتقال یون‌های سدیم را افزایش می‌دهد. محققان دریافتند که در باتری مدل خود، هر دو کامپوزیت قلع و آهن دارای ظرفیت شارژ مجدد حداقل ۲۰۰ سیکل هستند. در حالی که این مقدار در قلمرو باتری لیتیومی وجود ندارد، به همین دلیل این یک گام مثبت به سمت فناوری باتری پایدارتر است.

سال گذشته، مجمع جهانی اقتصاد به بسیاری از مسائل پیرامون زنده ماندن معدن لیتیوم اشاره کرد و کمبود‌های احتمالی منابع محدود را در اوایل سال ۲۰۲۵ پیش‌بینی کرد. این موضوع با تأثیرات زیست‌محیطی آن، با هزینه بالای آب که استخراج لیتیوم نیاز دارد، تشدید می‌شود. با استفاده از آن در فناوری باتری EV که تقاضای زیادی را افزایش می‌دهد، مسابقه برای توسعه جایگزین‌های پایدار جدید ادامه دارد.

این مطالعه شش ماه پس از آن انجام شد که دانشمندان دریافتند که یک الکترولیت ژل مشتق شده از کیتوزان می‌تواند به باتری‌های روی انرژی کمک کند، همچنین ثابت شد که بسیار پایدارتر و بدون مواد شیمیایی خورنده و قابل اشتعال مانند آنچه در محلول‌های الکترولیت انتقال یون باتری لیتیومی موجود است.

پیش از این، کیتین و کیتوزان نقش کلیدی در رنگ‌های خود ترمیم شونده، ترانزیستور‌های بیوتکنولوژی، جایگزین‌های پلاستیکی، فیلتر‌های ویروس آنفولانزا و دارو‌های ضد ویروسی داشته اند. از طرف دیگر، دانشمندان به سختی تلاش می‌کنند تا جایگزین‌هایی برای منبع مشکل‌ساز لیزات آمیبوسیت لیمولوس (LAL) از خون خرچنگ نعل اسبی بیابند، که برای بیش از ۴۰ سال بخشی جدایی‌ناپذیر از توسعه واکسن‌های ایمن و سایر مواد تزریقی بوده است.

کربن خرچنگ را می‌توان صرفاً از محصولات جانبی ایجاد کرد، که این تیم به‌عنوان تأثیر کمتری بر جمعیت حیوانات، علاوه بر مزایای زیست‌محیطی گسترده‌تر دور شدن از لیتیوم، می‌بیند. همانطور که هزینه مواد خام لیتیوم افزایش می‌یابد، جایگزین اقتصادی‌تر نیز می‌شود.

نویسندگان این مطالعه خاطرنشان کردند: «این تحقیق مسیری کارآمد برای استفاده از مواد خام کم‌هزینه برای ساخت باتری‌های سدیم یونی با انرژی ویژه فراهم می‌کند».

این مطالعه در مجله ACS Omega منتشر شده است.

انتهای پیام/

منبع: آنا

کلیدواژه: خرچنگ سخت پوستان باتری لیتیومی باتری باتری ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت ana.press دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «آنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۳۲۸۴۶۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

آیا هر کسی می‌تواند نمک کم سدیم بخورد؟

به گزارش گروه اجتماعی ایسکانیوز، نمک خوراکی، یک ماده شیمیایی متبلور، شورمزه و بدون بو است که اغلب از کلرید سدیم تشکیل شده است؛ سدیم موجود در نمک، به عنوان کاتیون اصلی خارج سلولی، نقشی اساسی در حفظ تعادل اسید و باز، تنظیم حجم پلاسما، انتقال پیام های عصبی و کارکرد مناسب عصبی عضلانی بدن دارد.

بیشتر بخوانید: مصرف زیاد نمک ۴ عارضه خطرناک دارد

کل نمک مصرفی روزانه افراد (شامل نمک آشکار و پنهان) می بایست کمتر از پنج گرم باشد و به دلیل فقر شدید ید در آب و خاک کشور ما و همچنین وجود ناخالصی های فراوان، از جمله فلزات سنگین در منابع نمک، همان میزان اندک مصرفی روزانه نیز باید از نوع یددار و تصفیه شده باشد؛ اما میزان مصرف نمک در کشور ما ۲ تا ۳ برابر مقدار مجاز برآورد شده است.

بر اساس نتایج تحقیقات و بررسی های علمی انجام شده، دریافت زیاد نمک علاوه بر افزایش فشار خون، اثرات زیانبار دیگری نظیر افزایش احتمال بروز سکته قلبی، سرطان معده و آسم را نیز به همراه دارد؛ همچنین مصرف زیاد نمک سبب جدا شدن کلسیم از استخوان ها و دفع آن از ادرار می شود و از همین رو زمینه ساز بروز پوکی استخوان می شود؛ بنابراین برای کاهش خطر پوکی استخوان، مصرف نمک باید کاهش یابد.

در حال حاضر برخی از تولیدکنندگان، اقدام به تهیه نمک های کم سدیم کرده اند که در آنها، بخشی از کلرید سدیم با کلرید پتاسیم جایگزین شده است؛ اگر چه اینگونه نمک ها برای برخی افراد و بیماران از جمله مبتلایان به فشار خون بالا مناسب است، اما هرگز نمی توان مصرف آنها را برای عموم جامعه توصیه کرد، چرا که استفاده از این نوع نمک برای برخی بیماران، از جمله مبتلایان به بیماری مزمن کلیه که رژیم غذایی آنها باید محدود از پتاسیم باشد، بسیار زیانبار است.

همچنین باید به این نکته توجه کرد، که تنظیم تعادل پتاسیم یکی از وظایف اصلی کلیه است و در بیماران کلیوی، امکان دفع پتاسیم اضافی خون به طور کامل فراهم نیست، بنابراین مصرف منابع پتاسیم از جمله نمک های حاوی کلرید پتاسیم، برای این بیماران مناسب نیست.

توصیه می شود برای جلوگیری از خطرات احتمالی مصرف نمک های پتاسیم، مصرف آن تحت نظر پزشک و تهیه آن از طریق داروخانه ها انجام شود.

انتهای پیام/

کد خبر: 1229138 برچسب‌ها دانستنی ها