تاریخ انتشار : ۱۴۰۰/۱۱/۱۱ ساعت ۱۰:۴۸
کد مطلب : ۳۱۸۶۵۸
ساخت باتری از ماسک‌های یک‌بار مصرف
گروه علمی: به همان اندازه که ماسک‌های صورت در دنیای امروز ما اهمیت فوق‌العاده‌ای دارند، تأثیر منفی بسیاری نیز بر محیط زیست دارند.اکنون دانشمندان روش جدیدی را برای دور انداختن ماسک‌های قدیمی نشان داده‌اند و با استفاده از آنها، اقدام به ساخت باتری‌های کم‌هزینه، انعطاف‌پذیر و کارآمد کرده‌اند.
تجهیزات حفاظت شخصی (PPE) یکی از حیاتی ترین دفاع ما در جنگ علیه بیماری کووید-۱۹ است، اما متأسفانه برای ارائه حداکثر محافظت باید تنها یک بار از آنها استفاده کرد. این البته بار عظیمی از ضایعات را به همراه دارد.
با یک مطالعه در سال ۲۰۲۰ تخمین زده می‌شود که تا ۱۲۹ میلیارد ماسک صورت هر ماه در مراحل اولیه همه‌گیری استفاده شده است. اینها به عنوان زباله دفن می‌شوند و یا سر از اقیانوس‌ها و سایر محیطها درمی‌آورند و یا اینکه سوزانده شده و گازهای سمی تولید می‌کنند.
برای کاهش این فشار، دانشمندان در حال یافتن راه‌هایی برای بازیافت ماسک‌ها به چیزهای مفید، مانند مواد جاده‌ای هستند. در این راستا، یک مطالعه جدید اکنون نشان داده است که با روشی مناسب، آنها در واقع باتری‌های نسبتا مناسبی می‌توانند بشوند.
ابتدا، محققان با استفاده از امواج فراصوت، ماسک‌ها را ضدعفونی کردند، سپس آنها را در جوهر ساخته‌شده از گرافن فرو بردند. در مرحله بعد، ماسک ها فشرده شده و تا دمای ۱۴۰ درجه سانتیگراد (۲۸۴ درجه فارنهایت) گرم شدند و گلوله‌های رسانایی را تشکیل دادند که به‌عنوان الکترودهای یک باتری عمل می‌کنند. اینها توسط یک لایه عایق که از ماسک‌های قدیمی ساخته شده است از هم جدا می‌شوند، سپس کل آن در یک الکترولیت خیس می‌شود و در نهایت در یک پوسته محافظ که از نوع دیگری از زباله‌های پزشکی ساخته شده است، پوشانده می‌شود.
البته، تمیز کردن ماسک‌های صورت تنها بخشی از معادله است و اگر باتری‌ها خوب از آب درنمی‌آمدند، کمک چندانی نمی‌کرد. اما آنها به‌طور شگفت‌انگیزی باتری‌های مؤثر هستند، زیرا تیم مخترع ادعا می‌کند که آنها به چگالی انرژی ۹۹.۷ وات ساعت بر کیلوگرم (Wh/kg) دست یافته‌اند. این از هر لحاظ به چگالی انرژی باتری لیتیوم یونی نزدیک خواهد بود که بین ۱۰۰ تا ۲۶۵ وات ساعت بر کیلوگرم متغیر است.
محققان با افزودن نانوذرات پروسکایت اکسید کلسیم-کبالت به الکترودها، باتری را حتی بیشتر بهبود بخشیدند. این حرکت، چگالی انرژی 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 می‌توانست انرژی را برای بیش از ۱۰ ساعت در ولتاژ ۰.۵۴ ولت ارائه دهد.
تیم مخترع می‌گوید که این باتری‌ها مزایای دیگری نیز دارند. استفاده از ضایعات به این معنی است که آنها کم‌هزینه هستند و می‌توان این باتری‌ها را نازک و انعطاف‌پذیر و در صورت لزوم حتی یک‌بار مصرف ساخت؛ اگرچه ممکن است تا حدودی از هدف اصلی دور شود.
با یک مطالعه در سال ۲۰۲۰ تخمین زده می‌شود که تا ۱۲۹ میلیارد ماسک صورت هر ماه در مراحل اولیه همه‌گیری استفاده شده است. اینها به عنوان زباله دفن می‌شوند و یا سر از اقیانوس‌ها و سایر محیطها درمی‌آورند و یا اینکه سوزانده شده و گازهای سمی تولید می‌کنند.
ابتدا، محققان با استفاده از امواج فراصوت، ماسک‌ها را ضدعفونی کردند، سپس آنها را در جوهر ساخته‌شده از گرافن فرو بردند. در مرحله بعد، ماسک ها فشرده شده و تا دمای ۱۴۰ درجه سانتیگراد (۲۸۴ درجه فارنهایت) گرم شدند و گلوله‌های رسانایی را تشکیل دادند که به‌عنوان الکترودهای یک باتری عمل می‌کنند. اینها توسط یک لایه عایق که از ماسک‌های قدیمی ساخته شده است از هم جدا می‌شوند، سپس کل آن در یک الکترولیت خیس می‌شود و در نهایت در یک پوسته محافظ که از نوع دیگری از زباله‌های پزشکی ساخته شده است، پوشانده می‌شود.
محققان با افزودن نانوذرات پروسکایت اکسید کلسیم-کبالت به الکترودها، باتری را حتی بیشتر بهبود بخشیدند. این حرکت، چگالی انرژی 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 می‌توانست انرژی را برای بیش از ۱۰ ساعت در ولتاژ ۰.۵۴ ولت ارائه دهد.
تیم مخترع می‌گوید که این باتری‌ها مزایای دیگری نیز دارند. استفاده از ضایعات به این معنی است که آنها کم‌هزینه هستند و می‌توان این باتری‌ها را نازک و انعطاف‌پذیر و در صورت لزوم حتی یک‌بار مصرف ساخت؛ اگرچه ممکن است تا حدودی از هدف اصلی دور شود.
پربينندهترين مطالب و خبرها
