باتری‌های بازیافتی با الهام گیری از طرحی چند هزارساله

با الهام از یک طرح چند هزارساله و دو مورد از فراوان‌ترین فلزات قراضه در ایالات متحده، دانشمندان نمونه اولیه از یک باتری‌ را توسعه داده‌اند که می‌تواند روزی یک‌ راه ارزان و قابل‌دسترس برای ذخیره انرژی‌های تجدید پذیر خارج از شبکه ارائه دهد. باتری‌ برنج-فولاد با استفاده از مصالحی ساخته شده است که در هر زباله‌دان قدیمی پیدا خواهید کرد و می‌تواند به اندازه باتری‌های اسید-سرب خودرو انرژی را در خود ذخیره کند. نتایج آزمون‌ها حاکی از آن است که این باتری می‌تواند تا سال‌ها شارژ نگه دارد.

در حالی که باتری‌های مدرن تا قبل از قرن ۱۹ ساخته نشده بودند؛ بسیاری بر این باورند که بذر این تکنولوژی بسیار پیش از آن کاشته شده بود. باتری بغداد شامل مجموعه‌ای از آثار مکشوفه است که قدمت آن‌ها به قرن اول پیش از میلاد برمی‌گردد و متشکل از یک کوزه سفالی، ورقه مسی و میله آهنی است. هنگامی که این مجموعه در سال ۱۹۳۰ کشف شد، به‌طور واضح اثر یک عامل اسیدی مانند سرکه در آن مشهود بود که احتمالا نقش الکترولیت باتری را داشت. این که آیا این مجموعه واقعا به‌عنوان باتری مورداستفاده قرار می‌گرفته یا نه، مورد مناقشه است.

تیم محققان با قراضه‌های برنجی و فولادی که رتبه‌های اول و سوم فراوان‌ترین ضایعات فلزی در ایالات متحده هستند، آغاز به کار کرد. سپس مصالح با استفاده از مواد شیمیایی خانگی رایج آنودایز شدند که از این مواد برای کشیدن لایه اکسید تزیینی یا محافظتی روی آلومینیوم نیز استفاده می‌شود .

اما در این مورد، محققان دریافتند که  این روش، سطوح  قراضه‌ها را با شبکه‌های نانومتری اکسید فلزی بازآرایی کرده است و هنگامی‌که  آن‌ها در  الکترولیت محلول هیدروکسید پتاسیم در آب -که مزیت عدم اشتعال‌پذیری  نیز دارد- قرار می‌گیرند، توانایی ذخیره و آزادسازی انرژی پیدا می‌کنند.

با  آزمایش کردن این روش، تیم تحقیقاتی دریافتند که این  باتری تا سقف ۱.۸ ولت جریان،   ۲۰ وات‌ساعت انرژی (در هر کیلوگرم) و  ۲۰ کیلووات توان (برای هر کیلوگرم) ایجاد می‌کند. همچنین آن را در ۵۰۰۰ چرخه شارژ متوالی قرار دادند که با این کار تنها ۱۰ درصد توان اولیه خود را از دست داد.

این تیم به جای تجاری‌سازی اختراع خود اصرار دارد که هدف اصلی آن‌ها قرار دادن انرژی با قیمت ارزان در دسترس همگان است. به این منظور، در حال حاضر برای ساخت یک نمونه اولیه در مقیاس کامل برنامه‌ریزی می‌کنند که می‌تواند در یک خانه هوشمند سبز استفاده شود.