اكتشاف طريقة جديدة لتصنيع بطاريات الهواتف والمركبات من الخشب

توصل فريق من العلماء إلى طريقة للاستفادة من مادة غير عادية في بطاريات الجيل التالى وهى الخشب، وطور فريق من جامعة براون مادة مشتقة من الأشجار لاستخدامها فى بطاريات الحالة الصلبة، وهى أكثر أمانًا وأقل ضررًا بالبيئة من البطاريات الحالية، وفقا لتقرير ” digitaltrend ” التقنى. 

وتستخدم بطاريات الليثيوم أيون من الجيل الحالى، مثل تلك المستخدمة فى الهواتف وأجهزة الكمبيوتر والمركبات الإلكترونية، السوائل المتطايرة كإلكتروليتات، وتقوم هذه الإلكتروليتات بتوصيل أيونات الليثيوم بين الأقطاب الموجبة والسالبة للبطارية. 

وتقوم الإلكتروليتات السائلة بهذه المهمة بشكل جيد، لكنها سامة ويمكن أن تكون خطيرة، إذا تعرضت البطارية لدائرة كهربائية قصيرة، على سبيل المثال، يمكن للسائل أن يحترق ويمكن أن تشتعل البطارية، هذه ليست مشكلة في الاستخدام اليومي، لكنها أدت إلى سحب بعض البطاريات التي تم تصنيعها بشكل غير صحيح.

ولجعل البطاريات أكثر أمانًا، يقوم الباحثون بتطوير بطاريات الحالة الصلبة، حيث يتم استخدام مادة صلبة كإلكتروليت بدلاً من ذلك، ستكون المادة الصلبة غير القابلة للاشتعال أكثر أمانًا في الاستخدام ومن المحتمل أن تكون أقل ضررًا بيئيًا للإنتاج، وتضمنت معظم الأبحاث الحالية في الإلكتروليتات الصلبة السيراميك، الذي يوصل الأيونات جيدًا ولكنه هش ويمكن أن يتشقق أو ينكسر بسهولة.

وطور فريق براون مادة لاستخدامها كإلكتروليت صلب يتكون من مزيج من أنابيب النحاس والبوليمر المشتقة من الخشب وتسمى ألياف السليلوز النانوية، إن مادة البوليمر التي طورها الباحثون رقيقة للغاية ومرنة، مثل ورقة، مما يسهل استخدامها في التصنيع، ومع ذلك، فإن موصلية أيوناتها جيدة مثل المواد الأكثر سمكًا وهشاشة مثل السيراميك.

وقال المؤلف المشارك Yue Qi، الأستاذ في كلية براون للهندسة، في بيان: “تتحرك أيونات الليثيوم في هذا المنحل بالكهرباء العضوي الصلب عبر آليات وجدناها عادةً في السيراميك غير العضوي، مما يتيح الموصلية العالية للأيونات”، “سيؤدي استخدام المواد التي توفرها الطبيعة إلى تقليل التأثير الكلي لتصنيع البطاريات على بيئتنا.”

ويقول الباحثون إنهم يأملون أن يساعد هذا التطور في جعل بطاريات الحالة الصلبة متاحة بشكل شائع لتحسين السلامة في الإلكترونيات الاستهلاكية.