استفاده از برگ درخت بلوط برای تولید باتری‌های لیتیوم سدیم

ماه گذشته دانشمندان دانشگاه مریلند و مرکز ملی علوم و فناوری پکن از برگ بلوط که سرشار از سدیم است برای ساخت باتری‌های سدیمی قابل شارژ استفاده کردند.

در گذشته نیز دانشمندان از لیمو یا سیب‌زمینی برای ساخت باتری استفاده کرده بودند اما اینک در تلاشی جدید از مواد آلی در توسعه یک باتری سدیمی استفاده کردند.

سدیم از لحاظ نظری شارژ بیشتری را نسبت به لیتیوم نگه می‌دارد اما در عمل نمی‌تواند چندین دوره شارژ و تخلیه را مدیریت کند. یکی از موانع پیدا کردن یک ماده آند مناسب است که با سدیم سازگار باشد. گرافیت که در باتری‌های لیتیوم یون استفاده می‌شود، مناسب نیست زیرا یون‌های سدیم، اندازه یونی بسیار بزرگتری از لیتیوم دارند. گرافن یک گزینه مناسب است اما برای تولید وقت گیر و گران قیمت است.

آزمایش‌های گذشته شامل دیگر منابع زیست توده مانند خزه تورب، پوست موز و پوست خربزه بوده اما نیازمند پردازش‌ها و پوشش‌دهی بیشتر است.

دانشمندان برگ درختان بلوط را تا 1000 درجه سانتی‌گراد گرما می‌دهند تا ساختار کربن موجود در آن آسیب ببیند و سپس با وارد کردن الکترولیت به منافذ برگ‌های طبیعی موجب جذب آن می‌شوند. برای حذف ناخالصی‌های دیگر معدنی که ممکن است با فرآیندهای الکتروشیمیایی تداخل داشته باشد، آنها برگ را به مدت 6 ساعت در کلرید هیدروژن قرار دادند.

محققان برگ آند را برای دوره شارژ و تخلیه مورد آزمایش قرار دادند که نتایج آزمایشات نشان داد که این باتری‌ها بعد از 200 چرخه دارای ظرفیت پایدار 90 درصد است. جالب توجه است که بهره وری شارژ نیز در حدود 75 درصد است.

این یافته‌ها در ACS Applied Materials & Interfaces منتشر شده است.