باتری‌های نسل جدید با ساختاری نو
باتری‌های نسل جدید با ساختاری نو
مجله علمی ایلیاد - مفهومی جدید برای ساخت باتری‌های آلومینیومی می‌تواند چگالی انرژی را تا دو برابر بیشتر از نسخه‌های قبلی باتری افزایش دهد. در این مفهوم، باتری از مواد دورریز ساخته می‌شود و به همین دلیل هزینه‌های تولید کم شده و اثرات مثبتی نیز بر روی محیط‌زیست می‌گذارد. این ایده امکان استفاده در کاربردهای صنعتی بزرگ را نیز دارد و می‌توان از آن برای ذخیره‌ی انرژی خورشیدی و بادی استفاده کرد. محققین دانشگاه صنعتی چالمرز سوئد و موسسه‌ی ملی شیمی اسلوونی توسعه دهندگان این ایده هستند.
استفاده از تکنولوژی باتری‌های آلومینیومی می‌تواند مزایای زیادی داشته باشد؛ چگالی انرژی بالا و وجود صنعت ساخت و بازیافت این نوع باتری‌ها را می‌توان از مزایای آن‌ها برشمرد. هزینه‌ی ساخت این باتری‌ها نیز در مقایسه با باتری‌های لیتیوم-یونی کنونی بسیار کمتر است.
پروفسور «پاتریک یوهانسون» از بخش فیزیک دانشگاه چالمرز، می‌گوید: «هزینه‌ی مواد اولیه و تاثیرات زیست‌محیطی ناشی از ایده‌ی ما کمتر از باتری‌های امروزی است و به همین دلیل آن‌را می‌توان در مقیاس‌های بزرگ مانند نیروگاه‌های بادی و خورشیدی استفاده کرد.»
در طراحی‌های گذشته‌ی باتری‌های آلومینیومی، از آلومینیوم به‌عنوان الکترود منفی یا آند استفاده شده بود و از گرافیت به عنوان کاتد استفاده می‌شد. در این طراحی جدید به جای گرافیت از یک کاتد آلی غیرساختاری ساخته شده از مولکول‌هایی بر پایه‌ی کربن به‌نام «آنتراکینون» استفاده شده است. مزایای کاتد آنتراکینون این است که اجازه می‌دهد حامل‌های بار مثبت موجود در الکترولیت تجمع کنند و به این ترتیب چگالی انرژی باتری افزایش یابد.
«نیکلاس لیندال» از چالمرز، می‌گوید: «با وجود کاتد جدید امکان استفاده از حامل‌های بار مناسب‌تری نیز وجود دارد و به این ترتیب می‌توان استفاده‌ی بهتری از پتانسیل آلومینیوم برد. ما کار خود را ادامه می‌دهیم تا الکترولیت بهتری پیدا کنیم. در باتری کنونی از کلر استفاده می‌شود که تمایل به حذف آن داریم.»
تا کنون باتری‌های آلومینیومی به صورت تجاری ساخته نشده‌اند و حتی در دنیای تحقیقات نیز جدید محسوب می‌شوند. آیا این باتری‌ها می‌توانند به زودی جایگزین باتری‌های لیتیوم-یونی شوند؟ پاتریک یوهانسون می‌گوید: «حتماً امیدواریم جایگزین شوند. البته می‌توان از این باتری‌ها به عنوان مکمل باتری‌های لیتیوم-یونی نیز استفاده کرد. در حال حاضر چگالی انرژی این باتری‌ها نصف نوع لیتیوم-یونی آن است، ولی هدف ما این است که بتوانیم چگالی آن‌را افزایش دهیم. کارهای زیادی وجود دارد که باید در مورد الکترولیت انجام دهیم. به‌طور کل باید قبول کرد که آلومینیوم پتانسیل بهتری نسبت به لیتیوم دارد. اثرات محیطی بالقوه‌ی باتری‌های آلومینیومی نیز پایین‌تر است.»