تیمی از دانشمندان راهی برای استفاده از یک ماده غیرعادی در باتری های نسل بعدی پیدا کرده اند: چوب. تیمی از دانشگاه براون مادهای مشتق شده از درخت را برای استفاده در باتریهای حالت جامد ابداع کردهاند که نسبت به باتریهای فعلی ایمنتر و کمتر به محیط زیست آسیب میرسانند.
باتریهای لیتیوم یون نسل فعلی، مانند باتریهایی که در تلفنها، رایانهها و وسایل نقلیه الکترونیکی استفاده میشوند، از مایعات فرار به عنوان الکترولیت استفاده میکنند. این الکترولیت ها یون های لیتیوم را بین الکترودهای مثبت و منفی باتری هدایت می کنند. الکترولیت های مایع این کار را به خوبی انجام می دهند، اما سمی هستند و می توانند خطرناک باشند. برای مثال، اگر باتری با یک اتصال کوتاه مواجه شود، مایع میتواند بسوزد و باتری آتش بگیرد. این معمولاً در استفاده روزمره مشکلی ایجاد نمی کند، اما منجر به فراخوانی برخی از باتری ها شده است که به اشتباه تولید شده اند.
برای ایمنتر کردن باتریها، محققان در حال توسعه باتریهای حالت جامد هستند که در آنها از یک ماده جامد به عنوان الکترولیت استفاده میشود. استفاده از یک ماده جامد و غیرقابل اشتعال ایمنتر بوده و تولید آن به طور بالقوه کمتر به محیط زیست آسیب میرساند. بیشتر تحقیقات فعلی در مورد الکترولیت های جامد شامل سرامیک هایی است که یون ها را به خوبی هدایت می کنند اما شکننده هستند و می توانند به راحتی ترک بخورند یا بشکنند.
تیم براون ماده ای را برای استفاده به عنوان یک الکترولیت جامد ساخته است که از ترکیبی از لوله های مس و پلیمری که از چوب مشتق شده اند تشکیل شده است و نانوفیبریل های سلولزی نامیده می شوند. مواد پلیمری که محققان توسعه دادند بسیار نازک و انعطاف پذیر است، مانند یک ورق کاغذ، که استفاده از آن را در ساخت آسان تر می کند. با این حال، رسانایی یونی آن به خوبی مواد ضخیم تر و شکننده تر مانند سرامیک است.
یو چی، استاد دانشکده مهندسی براون، در بیانیهای گفت: «یونهای لیتیوم در این الکترولیت جامد آلی از طریق مکانیسمهایی حرکت میکنند که ما معمولاً در سرامیکهای معدنی پیدا میکنیم، که رسانایی یونی بالایی را ممکن میسازد. "استفاده از موادی که طبیعت فراهم می کند، تاثیر کلی تولید باتری بر محیط زیست ما را کاهش می دهد."
محققان می گویند امیدوارند این پیشرفت به ساخت باتری های حالت جامد به طور معمول برای بهبود ایمنی در لوازم الکترونیکی مصرفی کمک کند.