زندگي بهتر

تا به حال چيزي از باتري تنفسي شنيده ايد؟ منظور باتري است كه درست مثل موجودات زنده نفس ميكشد!
دانشمندان با كمك يك تكنيك جديد موفق به ابداع نوعي باتري ليتيومي جديد موسوم به "باتري تنفسي" شده اند كه قادر است 10 برابر بيشتر انرژي ذخيره كند . اين باتري هاي يون ليتيوم كه در لپ تاپ ها و تلفنهاي بي سيم استفاده ميشوند قرار است در آينده در خودروهاي برقي نيز مورد استفاده قرار گيرند.

افزايش ظرفيت باتري ها با O2
شيميدانها در انگليس راهي براي برطرف كردن محدوديتها و افزايش ظرفيت ذخيره انرژي در درون باتريها پيدا كرده اند . بدين منظور اين دانشمندان به باتري اجازه ميدهند كه اكسيژن موجود در هوا را استنشاق كند . جالب است بدانيد كه مانع اصلي براي افزايش حجم انرژي در باتريهاي ليتيومي ، الكترود مثبت است . همه دانشمندان ميخواهند روشي را براي افزايش مقدار انرژي ذخيره شدني در اين باتريها پيدا كنند تا ظرفيت آنها را بالا ببرند.
بعلاوه باتري تنفسي ديگري نيز توسط دانشمندان ابداع شده است كه از باتريهاي هوا-روي گرفته شده و در ابزرار كمك شنوايي مورد استفاده قرار ميگيرند . اين باتري انرژي خود را از واكنش عنصر روي با اكسيژن موجود در هوا بدست مي آورد.
باتريهاي ليتيومي و حل بحران انرژي
نانولوله هاي كربني (CNT) به دليل مورفواوژي و ساختارهاي با منافذ بسيار زياد و در اندازه هايي بر حسب نانومتر ،وسيله هايي براي ذخيره سازي محسوب ميشوند ، بطوريكه با استفاده كامل از ويژگي هاي منحصر به فرد ساختار آنها ميتوان از كاربردهاي بسيار وسيع آنها به عنوان وسايل جايگزين ذخيره سازي انرژي استفاده كرد . علاوه بر اين ، پيشرفتهاي پژوهشي بوجود آمده در استفاده از نانولوله هاي كربني با عنوان مواد الكترودي در باتري حاوي يون ليتيوم كه يك منبع توليد انرژي با آلايندگي كم و حتي در بعضي شرايط منبعي ناآلاينده هستند مورد توجه بيشتري قرار گرفته است.
ويروس هايي كه بيش از صد بار شارژ ميشوند
محققان نشان داده اند كه ميتوانند براي ساخت آند و كاتد ، يك باتري يون ليتيوم بصورت ژنتيكي با ويروس طراحي كنند . در واقع در آند ، اين ويروسها با روكش دهي خودشان با اكسيد كبالت و طلا ، تشكيل يك نانوسيم ميدهند و در كاتد نيز اين ويروسها به نانولوله هاي كربني متصل ميشوند . اين باتري هاي جديد ميتوانند با يك فناوري ارزان و سازگار با محيط ساخته شوند ؛ توليد آنها در دماي اتاق و پايين تر اتفاق مي افتد و به حلال آلي مضر نياز ندارند . همچنين مواد استفاده شده در اين باتريها غير سمي هستند.
جالب است بدانيد كه اين محققان پيش تر نيز ويروس هايي را طراحي كرده بودند كه ميتوانستند با روكش دهي خودشان با اكسيد كبالت و طلا و خودآرايي بصورت يك نانوسيم ، يك آند را بسازند . به بيان ديگر اين باتريها بصورت ويروس هايي طراحي شده اند كه ابتدا خودشان را با نانوسيمهاي فسفات آهن روكش دهي كرده و سپس براي ايجاد يك شبكه از ماده بسيار رسانا به نانولوله هاي كربني متصل ميشوند . به اين ترتيب الكترونها ميتوانند در طول اين شبكه هاي نانولوله اي حركت كرده و در سراسر اين الكترود نفوذ كنند تا به فسفات آهن رسيده و انرژي را در كوتاهترين زمان منتقل كنند . محققان متوجه شدند كه يكپارچه كردن نانولوله هاي كربن در اين كاتد ، رسانايي كاتد را افزايش داده ، بدون آنكه وزن باتري را چندان تغيير دهد . در تستهاي آزمايشگاهي ، باتريهاي استفاده كننده از اين كاتدها ميتوانند بدوم از دست دادن ظرفيت خود بيش از 100 بار شارژ و تخليه شوند.
راهي براي افزايش كارايي باتري هاي ليتيومي
چندي پيش يك تيم تحقيقاتي ، نوعي ماده مركب از نانولوله هاي كربني و اكسيدهاي فلزي ساختند كه اگر بعنوان الكترود در باتري بكار گرفته شود كارايي باتريهاي ليتيومي را افزايش ميدهد . اين لوله ها شامل يك هسته بسيار رسانا از جنس نانولوله كربني و پوسته اي از جنس اكسيد منگنز هستند.
در واقع اين نوع باتري از دو ماده تشكيل شده است . نانولوله هاي كربني كه بسيار رسانا هستند و ميتوانند ليتيوم را جذب كنند و اكسيد منگنز كه ظرفيت بسيار بالايي دارد اما هدايت الكتريكي آن پايين است . ماده بدست آمده از اين تركيب بسيار جالب است . بعلاوه ميتوان نانولوله ها با قطر چند نانومتر را بصورت كلافهايي درآورد و سپس آنها را به شكلهاي مختلفي درآورد . با اين كار ممكن است باتريهاي اينده نازك و منعطف باشند . اين نانوكابلهاي هيبريدي نياز يه چسب ندارند ، در حاليكه مواد مصرفي فعلي با مواد چسبي به هم متصل ميشوند و اين چسبها بر رسانايي آنها تاثير منفي دارد.
افزايش عمر و ظرفيت باتري
پژوهشگران طي پژوهشي ديگر موفق شدند نانواكسيد سرب ، با ساختاري مناسب براي ساخت باتريهاي سرب - اسيد با طول عمر و ظرفيت بالا تهيه كنند.