ایجاد باتری های ارزان و پایدار با تانن

☑️تاننها عمدتا به سبب حضورشان در چای و شراب قرمز شناخته میشوند اما اخیرا مشخص شده است تاننهای به دست آمده از پوست درختان میتوانند به عنوان کاتد باتریها به کار گرفته شوند. میزان تانن موجود در پوست درخت به ۱۵ % میرسد.
☑️علاوه بر فراوانی بالای تانن در طبیعت و دستیابی آسان و ارزان به آن، فنول موجود در آن یکی دیگر از عوامل مهم به کارگیری این ترکیب در ساخت باتری به شمار میرود. میزان فنل آنها بالاترین میزان حضور فنلی است که توسط یک موجود زنده میتواند تولید شود. چرایی اهمیت حضور فنل در باتریهای تانندار مکانیسم دخیره شارژ باتری است که در طی یک واکنش برگشتپذیر فنول به کوئینون تبدیل میشود.
☑️در تحقیقات پیشین ثابت شده بود که لیگنین نیز به عنوان یک ماده طبیعی در ساخت باتری میتواند به کار گرفته شود. با وجود فراوانی بالایی که در طبیعت دارد اما چون میزان فنل موجود در آن کمتر از تانن است عملکرد الکتروشیمیایی ضعیفتری را نشان میدهد. مزیت اصلی تانن نسبت به لیگنین وزن مولکولی کمتر و محتوای ۵۰۰۰ برابری گروههای هیدروکسی فنلی آن است که این ترکیب را به عنوان یک ماده موثر برای ساخت باتریهای با ظرفیت و دانسیته انرژی بالا تبدیل میکند.
☑️براساس آزمایشهای انجام شده مشخص شد الاگیتانن(ellagitannin) که از پوست درخت بلوط قابل دستیابی است میتواند در ساخت کاتد باتریهای با عملکرد فوقالعاده در ظرفیت و دانسیته انرژی به کار گرفته شود. در این طراحی علاوه بر از الاگیتانن از پلیمر پلیپیرول( polypyrrole) برای افزایش هدایت در بالای بخش چوب کربنی استفاده شده است.
☑️بخش چوبی به سبب کانالهای موازی موجود در ساختار سلولیاش موجب بهبود عملکرد باتری میشود. این کانالها در گیاهان در انتقال آب و مواد غذایی نقش دارند اما در باتری به انتقال الکترونها و یونها کمک میکنند.
☑️ساختن باتری با ترکیبات طبیعی همچون تانن که جایگزین ترکیبات فلزی همچون لیتیم شدهاند میتواند در حل دو مشکل عمده موجود شامل کمشدن ظرفیت ترکیبات فلزی و هزینه بالای دستیابی به آنان موثر باشد؛ زیرا تانن به راحتی از پوست درختان با هزینه کم قابل استخراج و خالصسازی است.
☑️اگرچه که باتریهای ساخته شده با تانن ظرفیت ذخیره بالایی دارند اما به علت حلالیت ذاتی تانن در آب ظرفیت آن در طول زمان کاهش مییابد؛ بنابراین مطالعاتی در انجام است تا تاننها به نحوی تغییر یابند تا بتوانند در محیطهای سخت عملکرد پایدار و امنی را داشته باشند.
? ترجمه: زمزم جوادی
☑️ لینک خبر
☑️ لینک مقاله
☑️عضویت در زیست فن کشاورزی
☑️عضویت در کانال زیست فن