Bateriile fabricate din crabi și homari ar putea fi viitorul energiei regenerabile

Una dintre cele mai ciudate legi ale naturii spune că totul ajunge în cele din urmă să fie un crab. Și în această epocă modernă, se pare că natura se mișcă odată cu vremurile, pentru că următorul lucru care ar putea semăna cu aceste ființe ar putea fi mașina electrică. Sau, cel puțin, bateriile fabricate din crabi care vor fi în ea.

„Bateria metalică apoasă reîncărcabilă cu Zn (zinc) este promițătoare pentru nevoile de stocare a energiei în rețea, dar aplicarea sa este limitată de probleme precum formarea dendritei Zn”, explică o nouă lucrare, publicată în revista Matter.

• Cum au trecut razele cosmice prin atmosfera Pământului acum 41.000 de ani?
• Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au declanșat mini-cutremure în laborator

„În această lucrare, demonstrăm un electrolit de chitosan (chitosan-Zn) coordonat cu Zn pentru baterii Zn-metal de înaltă performanță”, se menționează în studiu.

Cum funcționează, în general, bateriile?

Pentru a înțelege despre ce este vorba, trebuie să învățăm despre cum funcționează bateriile și care este problema cu modelele actuale. O baterie constă din trei lucruri: un anod, un catod și un strat de electrolit care le leagă.

Atunci când o baterie se descarcă, ceea ce se întâmplă de fapt este un proces chimic numit reacție de oxidare: ionii încărcați sunt eliberați din anod (borna negativă a bateriei, adesea făcută din zinc) prin electrolit către catod (borna pozitivă).

Toate acestea se întâmplă în timp ce un flux de electroni se mișcă printr-un circuit extern, care echilibrează sistemul și furnizează curentul electric care alimentează lanterna, telefonul sau consola, explică IFL Science.

O problemă pentru mediu

Dar dependența noastră absolută de aceste reactoare chimice minuscule poate avea un efect profund asupra planetei. „Se produc și se consumă cantități mari de baterii, crescând posibilitatea unor probleme de mediu”, a explicat Liangbing Hu, director al Centrului pentru Inovare în Materiale al Universității din Maryland, SUA, și autor principal al noii lucrări.

„De exemplu, separatoarele din polipropilenă și policarbonat, care sunt utilizate la scară largă în bateriile cu litiu-ion, durează sute sau mii de ani pentru a se degrada, în acest timp afectând mediul”, spune Hu.

Dar pe măsură ce apocalipsa climatică se apropie din ce în ce mai mult, probabil că nu vom renunța la baterii prea curând; de fapt, dimpotrivă. În cinci ani, o mașină electrică va fi la fel de ieftină ca una cu combustie internă și putem deja să zburăm cu avioane electrice și să atingem recorduri de viteză în deșert. Deci clar, este nevoie de o altă soluție.

Bateriile fabricate din crabi, o potențială soluție?

Echipa lui Hu crede că bateriile fabricate din crabi sunt răspunsul la această problemă. Sau, mai precis, chitosanul: un material biologic care poate servi drept electrolit complet biodegradabil.

„Chitosanul este un produs derivat al chitinei. Chitina poate fi găsită într-o mulțime de surse, inclusiv pereții celulari ai ciupercilor… și în gladiusul de calamar”, a spus Hu.

Dar „cea mai abundentă sursă de chitosan sunt exoscheletele crustaceelor”, a explicat el. Printre acestea se numără cele de „crabi, creveți și homari; exoscheletele lor pot fi obținute cu ușurință din deșeurile de fructe de mare. Le poți găsi în farfuria ta”, a continuat Hu.

O opțiune mai ieftină și mai prietenoasă cu mediul

Poate părea ciudat din punct de vedere al inovațiilor ecologice, dar bateriile fabricate din crabi ar putea funcționa. Un strat de electrolit de chitosan poate fi aproape în întregime descompus de microbi în doar cinci luni, lăsând în urmă doar metalul bateriei. Folosirea zincului, mai degrabă decât a litiului sau a plumbului, înseamnă că metalul este foarte reciclabil: „Zincul este mai abundent în scoarța terestră decât litiul”, a spus Hu.

„În general, bateriile cu zinc bine dezvoltate sunt mai ieftine și mai sigure”, a adăugat el.

Bateriile fabricate din crabi ar fi și mult mai eficiente

Și nu numai că această baterie zinc-chitosan este mai solidă din punct de vedere ecologic, ci este și pur și simplu… mai bună. Experimentele au descoperit că prototipul are o eficiență energetică de 99,7% după 1.000 de cicluri, o îmbunătățire semnificativă a eficienței de 70-75% considerată de obicei excepțională pentru bateriile cu zinc.

Această eficiență ridicată înseamnă, de asemenea, că noua baterie este o opțiune pentru stocarea energiei generate de eolian și solar pentru a fi transferată în rețelele electrice, îmbunătățind și mai mult acreditările sale ecologice. Dar Hu nu a terminat încă: are proiecte pentru a face bateria și mai ecologică, începând cu procesul de fabricație.

„În viitor, sper că toate componentele bateriilor vor fi biodegradabile. Nu numai materialul în sine, ci și procesul de fabricare a biomaterialelor”, a spus el.

Vă recomandăm să citiți și:

Cheia pentru a construi orașele viitorului, ascunsă pe Marte și Lună

Laptele sintetic prinde tot mai mult avânt. Ar putea să transforme sistemul alimentar global?

Picăturile de ochi anti-cataractă, tot mai aproape de realitate

Un nou tip de baterie low-cost, dezvoltat de cercetători