ساخت باتری با استفاده از ماسک
به گزارش نبض بازار، تجهیزات حفاظتی شخصی یکی از مهمترین سلاح‌های ما در برابر ویروس کرونا هستند اما متاسفانه برای ایجاد حداکثر محافظت، این تجهیزات باید به صورت یک بار مصرف استفاده شوند و این کار باعث ایجاد حجم زیادی از پسماند می‌شود.
مطالعه‌ای که در سال ۲۰۲۰ انجام شد نشان می‌دهد که در روزهای آغاز همه‌گیری ماهانه ۱۲۹ میلیارد ماسک مورد استفاده قرار می‌گرفته است.
این ماسک‌ها در نهایت سر از محل‌های دفن زباله، اقیانوس‌ها و سایر محیط‌ها در می‌آوردند و یا می‌سوختند و گازهای سمی تولید می‌کردند به همین دلیل دانشمندان در حال یافتن راه‌هایی برای بازیافت ماسک‌ها و تبدیل آنها به موارد کارآمد مثل مصالح راه‌سازی هستند و در این راستا یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که می‌توان آنها را برای ساخت باتری‌هایی مناسب مورد استفاده قرار داد.
ابتدا محققان ماسک‌ها را با استفاده از امواج فراصوت ضدعفونی کردند و سپس آنها را درون جوهری ساخته شده از گرافن فرو بردند. در مرحله بعد ماسک‌ها فشرده شده و تا دمای ۱۴۰ درجه سانتی‌گراد حرارت دیدند و تبدیل به ساختارهای گلوله‌ای-شکل رسانا شدند که می‌توان از آن به عنوان الکترود در باتری استفاده کرد. این گلوله‌ها توسط لایه‌ای عایق که آن هم از ماسک ساخته شده است از هم جدا می‌شوند. سپس همگی درون یک محلول الکترولیت قرار می‌گیرند و در نهایت یک روکش محافظ که از سایر ضایعات پزشکی ساخته شده روی آنها قرار می‌گیرد.
این باتری‌ها به طور قابل توجهی کارآمد هستند و محققان ادعا می‌کنند که به چگالی انرژی ۹۹.۷ وات ساعت بر کیلوگرم دست یافته‌اند.
این میزان نزدیک به چگالی انرژی باتری‌های لیتیوم-یون رایج است که چگالی انرژی آنها بین ۱۰۰ تا ۲۶۵ وات ساعت بر کیلوگرم است.
محققان با افزودن نانوذرات پروسکایت کلسیم-کبالت به الکترودها موفق شدند این باتری‌ها را بهبود بخشند.
این کار چگالی انرژی باتری‌ها را بیش از دو برابر کرد و آن را به ۲۰۸ وات ساعت بر کیلوگرم رساند. بهترین نسخه باتری پس از ۱۵۰۰ چرخه ۸۲ درصد ظرفیت خود را حفظ کرد و برای بیش از ۱۰ ساعت با ولتاژ بالایبه گزارش نبض بازار، تجهیزات حفاظتی شخصی یکی از مهمترین سلاح‌های ما در برابر ویروس کرونا هستند، اما متاسفانه برای ایجاد حداکثر محافظت، این تجهیزات باید به صورت یک بار مصرف استفاده شوند و این کار باعث ایجاد حجم زیادی از پسماند می‌شود.
مطالعه‌ای که در سال ۲۰۲۰ انجام شد نشان می‌دهد که در روزهای آغاز همه‌گیری ماهانه ۱۲۹ میلیارد ماسک مورد استفاده قرار می‌گرفته است.
این ماسک‌ها در نهایت سر از محل‌های دفن زباله، اقیانوس‌ها و سایر محیط‌ها در می‌آوردند و یا می‌سوختند و گازهای سمی تولید می‌کردند به همین دلیل دانشمندان در حال یافتن راه‌هایی برای بازیافت ماسک‌ها و تبدیل آنها به موارد کارآمد مثل مصالح راه‌سازی هستند و در این راستا یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که می‌توان آنها را برای ساخت باتری‌هایی مناسب مورد استفاده قرار داد.
ابتدا محققان ماسک‌ها را با استفاده از امواج فراصوت ضدعفونی کردند و سپس آنها را درون جوهری ساخته شده از گرافن فرو بردند. در مرحله بعد ماسک‌ها فشرده شده و تا دمای ۱۴۰ درجه سانتی‌گراد حرارت دیدند و تبدیل به ساختارهای گلوله‌ای-شکل رسانا شدند که می‌توان از آن به عنوان الکترود در باتری استفاده کرد. این گلوله‌ها توسط لایه‌ای عایق که آن هم از ماسک ساخته شده است از هم جدا می‌شوند. سپس همگی درون یک محلول الکترولیت قرار می‌گیرند و در نهایت یک روکش محافظ که از سایر ضایعات پزشکی ساخته شده روی آنها قرار می‌گیرد.
این باتری‌ها به طور قابل توجهی کارآمد هستند و محققان ادعا می‌کنند که به چگالی انرژی ۹۹.۷ وات ساعت بر کیلوگرم دست یافته‌اند.
این میزان نزدیک به چگالی انرژی باتری‌های لیتیوم-یون رایج است که چگالی انرژی آنها بین ۱۰۰ تا ۲۶۵ وات ساعت بر کیلوگرم است.
محققان با افزودن نانوذرات پروسکایت کلسیم-کبالت به الکترودها موفق شدند این باتری‌ها را بهبود بخشند.
این کار چگالی انرژی باتری‌ها را بیش از دو برابر کرد و آن را به ۲۰۸ وات ساعت بر کیلوگرم رساند. بهترین نسخه باتری پس از ۱۵۰۰ چرخه ۸۲ درصد ظرفیت خود را حفظ کرد و برای بیش از ۱۰ ساعت با ولتاژ بالای ۰.۵۴ ولت انرژی رسانی کرد.
تیم سازنده می‌گویند که این باتری‌ها مزایای دیگری نیز دارند. استفاده از پسماندها به معنای ارزان بودن آنها است و همچنین می‌توان آن را با قطر کم، انعطاف‌پذیر و در صورت نیاز یک بار مصرف ساخت. ۰.۵۴ ولت انرژی رسانی کرد.
تیم سازنده می‌گویند که این باتری‌ها مزایای دیگری نیز دارند. استفاده از پسماندها به معنای ارزان بودن آنها است و همچنین می‌توان آن را با قطر کم، انعطاف‌پذیر و در صورت نیاز یک بار مصرف ساخت.
