توسعه باتری پروتونی ارگانیک که در دمای زیر صفر هم کار می کند

باتری‌های کنونی از چندین مشکل رنج می‌برند و به محیط زیست ضرر می‌زنند. این موارد باعث شده محققان روی توسعه باتری‌های جدید تمرکز کنند که جدیدترین آن‌ها، یک باتری پروتونی است که با سرعت بالایی شارژ می‌شود و در دمای زیر صفر درجه نیز کارایی دارد.

اکثر باتری‌های کنونی مانند باتری‌های لیتیوم یونی با استفاده از فلزات ساخته شده‌اند. این فلزات باید استخراج و تصفیه شوند که آسیب زیادی به محیط زیست می‌رسانند. علاوه بر ساخت، دفع آن‌ها نیز برای محیط زیست خطراتی ایجاد می‌کند. محققان دانشگاه اوپسالا برای مقابله با این مشکلات، نوع جدیدی از باتری پروتونی را توسعه داده‌اند که با اجزای کاملا ارگانیک تولید می‌شود و آسیب کمتری به محیط زیست می‌زند.

ظرفیت این باتری به 60 میلی آمپر ساعت می‌رسد، بنابراین نمی‌توان از آن برای خودروها و حتی گوشی‌های هوشمند استفاده کرد. با وجود این موضوع، باتری جدید دارای چندین مزیت است که می‌توان به شارژ شدن آن در 100 ثانیه، حفظ کامل ظرفیت در 500 سیکل شارژ، امنیت بالای الکترولیت (عدم انفجار یا آتش گرفتن) و کار در دمای پایین (منفی 24 درجه سلسیوس) اشاره کرد.

اجزای ارگانیک فعال در این باتری، «کینون» نام دارند. کینون اغلب توسط باکتری‌ها و گیاهان در فرایندهایی مانند فتوستنز و تنفس سلولی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای طراحی جدید باتری، الکترودها از پلیمرهای جامد کینون‌های خاصی ساخته شده‌اند. این الکترودها در محلول اسید آبی غوطه‌ور شده‌اند که در حقیقت همان الکترولیت است. این محلول امکان حرکت الکترون‌ها میان کاتد و آند را فراهم می‌کند. این مکانیزم تفاوتی با مکانیزم باتری‌های لیتیوم یونی ندارد، البته محققان یون‌های هیدروژن را حرکت داده‌اند. از آنجایی که این یون‌ها فقط حاوی پروتون هستند، این سیستم با نام باتری پروتونی شناخته می‌شود.

در حالی که تیم دانشگاه اوپسالا موفق به توسعه این باتری شده، اما برای بهبود ولتاژ و ظرفیت باید بهینه سازی شود. همچنین می‌توان آن را با استفاده از کینون‌های دیگر مورد آزمایش قرار داد.