دانشمندان به کمک پوست قارچ پورتابلا موفق به افزایش طول عمر باتری‌ها شدند

در یک دهه‌ی اخیر تعداد ابزارها و دستگاه‌های الکتریکی به شکل قابل‌توجهی افزایش پیدا کرده و انتظار می‌رود تعداد آن‌ها در آینده نیز بیشتر از همیشه شود. چنین حجم بالایی از ابزار، فشار زیادی به محیط وارد کرده و برخی از اجزای آن‌ها همانند باتری‌ها تا حد زیادی منابع را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

به دنبال طرح جایگزین کردن مواد پایداری در باتری‌ها با موادی که هم‌اکنون استفاده می‌شود، محققین دانشگاه کالیفرنیا موفق شدند یک باتری جدید را به کمک قارچ‌هایی که در حاشیه‌ی رودخانه می‌رویند، تولید نمایند. نتیجه‌ی که این اقدام آن‌ها داشته، نه‌تنها باعث شده تا تولید این باتری‌ها مقرون‌به‌صرفه و به مواد کمتری نیاز داشته باشد، بلکه ظرفیت باتری‌های تولیدشده نیز در طول زمان افزایش پیدا می‌کند.

به‌صورت کلی باتری‌های از سه بخش مختلف تشکیل شده‌اند: یک پایانه‌ی منفی (کاتد)، یک پایانه‌ی مثبت (آند) و یک ماده‌ی جامد و یا مایع که آن‌ها را از یکدیگر جدا می‌کند. در باتری‌های یون-لیتیومی، عموماً از گرافیت مصنوعی برای آند استفاده می‌شود اما برای استفاده از این مواد، به‌ناچار باید سراغ هیدروفلوئوریک‌ها و سولفوریک‌اسید نیز رفت تا آن‌ها را تصفیه و برای استفاده کردن آماده نماییم. انجام چنین کاری نه‌تنها هزینه‌بر بوده بلکه برای محیط‌زیست نیز خطرناک است.

محققین دانشگاه کالیفرنیا طی تحقیقاتی که داشته‌اند، تصمیم گرفتند از قارچ‌های پورتابلا که در حاشیه‌ی رودخانه‌های رشد می‌کنند، استفاده کنند. انجام چنین کاری نیز دو دلیل دارد: اول اینکه تحقیقت قبلی نشان داده است قارچ‌های خاصیت تخلخل بسیار بالایی دارند و این موضوع زمانی مهم است که از قارچ‌ها در باتری‌ها استفاده شود چرا که در این صورت، انرژی می‌تواند به شکل بهتری از میان حفره‌های قارچ عبور کرده و علاوه بر آن، ظرفیت باتری نیز افزایش پیدا نماید. البته خاصیت تخلخل بالای قارچ‌ها، می‌تواند به بهبود عملکرد باتری نیز کمک بسزایی نماید. دلیل دوم، این است که قارچ‌ها مقادیر بالایی نمک پتاسیم دارند که باعث می‌شود منافذ داخلی باتری‌ها در طول زمان، بیش‌ازپیش فعال گردند که در نتیجه‌ی آن، سطح مواد الکترولیت فعال در باتری افزایش پیدا و نهایتاً ظرفیت باتری افزایش پیدا می‌کند.

محققین متوجه شدند که اگر پوست قارچ‌های پورتابلا را تحت دمای 500 درجه‌ی سلسیوس (932 درجه‌ی فارنهایت) قرار دهند که این قارچ به‌صورت کاملاً طبیعی به‌نوعی از مشتقات کربن همچون نانوریبون، تغییر حالت می‌دهد. اگر قارچ تحت دمای 1100 درجه‌ی سلسیوس (2012 درجه‌ی فارنهایت) قرار بگیرد، قارچ به شبکه‌ای متخلخل و پیوسته از نانوربیون کربن تبدیل می‌گردد، ماده‌ای که می‌توان از آن در ساخت باتری‌ها استفاده نمود چرا که قادر است انرژی بسیار زیادی را در سطح خود ذخیره نماید. محققین اذعان داشته‌اند که تحقیقات آن‌ها نتایج خوبی داشته باشد و بتوانند این قارچ‌ها را بهینه کنند، می‌توانیم شاهد به‌کارگیری چنین موادی در آند به‌جای گرافیت‌ها باشیم.

آقای Brennan Campbell، از دانشجویان مشارکت‌کننده در این پروژه اعلام کرده که به‌کارگیری چنین موادی در باتری‌ها، می‌تواند ظرفیت باتری را در طول زمان به جای اینکه کاهش دهد، افزایش داده و عملکرد آن را نیز بهتر از همیشه کند. در وب‌سایت Nature Scientific Reports می‌توانید متن کامل گزارش را مطالعه نمایید.