دوشنبه ۰۷ آذر ۱۴۰۱
۱۰:۴۶ - ۰۳ آذر ۱۴۰۱ کد خبر: ۱۴۰۱۰۹۰۲۷۳
اختراعات و پژوهش های علمی

روش جدید دانشمندان سنگاپور برای تبدیل کاغذ باطله به باتری

باتری,تبدیل کاغذ باطله به باتری
دانشمندان "دانشگاه صنعتی نانیانگ"، روش جدیدی را برای تبدیل کردن کاغذ‌های باطله به مولفه حیاتی باتری‌های لیتیوم یونی ابداع کرده‌اند..

به گزارش باشگاه خبرنگاران، دانشمندان از طریق فرآیندی به نام کربن‌سازی که کاغذ را به کربن خالص تبدیل می‌کند، الیاف کاغذ را به الکترود تبدیل کردند. این الکترود را می‌توان به باتری‌های قابل شارژی تبدیل کرد که انرژی مورد نیاز تلفن‌های همراه، تجهیزات پزشکی و وسایل نقلیه الکتریکی را تامین می‌کنند.

 به نقل از وب‌سایت رسمی "دانشگاه صنعتی نانیانگ" (NTU)، دانشمندان "دانشگاه صنعتی نانیانگ" پیش از این، در سال ۲۰۲۰ نیز تلاش کرده بودند تا نوعی باتری بسازند که انعطاف‌پذیر و قابل تجزیه باشد. در قلب آن باتری انعطاف‌پذیر، یک ورق کاغذ سلولزی قرار داشت که با یک هیدروژل تقویت شده بود تا شکاف بین الیاف سلولزی را پر کند. این کاغذ به عنوان جداکننده بین دو الکترود آند و کاتد عمل می‌کرد که روی دو طرف کاغذ چاپ می‌شوند. جوهر رسانای مورد استفاده برای چاپ آند عمدتا از عناصر روی و کربن سیاه تشکیل شده است؛ در حالی که منگنز و نیکل نیز به طور جداگانه برای جوهر کاتد استفاده شده‌اند. کل باتری پس از اتمام فرآیند چاپ الکترود، در محلول الکترولیت غوطه‌ور می‌شود و پس از آن لایه نازکی از طلا روی هر دو الکترود اعمال می‌شود تا رسانایی آن‌ها افزایش یابد. محصول نهایی تقریبا ۰.۴ میلی‌متر ضخامت دارد و در عرض یک ماه پس از قرار گرفتن در خاک، توسط میکروارگانیسم‌ها به طور کامل تجزیه می‌شود.

این گروه پژوهشی در پروژه جدید خود، برای کربن‌سازی کاغذ، آن را در معرض دما‌های بالا قرار دادند. این کار، کاغذ را به کربن خالص، بخار آب و روغن‌هایی تبدیل می‌کند که می‌توان از آن‌ها برای سوخت زیستی استفاده کرد. از آنجا که کربن‌سازی در غیاب اکسیژن صورت می‌گیرد، مقادیر ناچیزی دی اکسید کربن منتشر می‌کند و این فرآیند، جایگزینی سبزتر برای دفع کاغذ کرافت از طریق سوزاندن است که مقادیر زیادی گاز‌های گلخانه‌ای تولید می‌کند.

آند‌های کربن تولید شده توسط این گروه پژوهشی، دوام، انعطاف‌پذیری و ویژگی‌های الکتروشیمیایی بهتری را نشان دادند. بررسی‌های آزمایشگاهی نشان داد که این آند‌ها می‌توانند تا ۱۲۰۰ بار شارژ و دشارژ شوند که حداقل دو برابر دوام آند‌ها در باتری‌های کنونی تلفن همراه است. باتری‌هایی که از آند‌های ساخته شده دانشگاه صنعتی نانیانگ استفاده می‌کنند، می‌توانند فشار فیزیکی بیشتری را نسبت به همتایان خود تحمل کنند و تا پنج برابر بهتر به جذب انرژی بپردازند.

روش ابداع شده در دانشگاه صنعتی نانیانگ، از فرآیند‌های انرژی‌بر و فلزات سنگین کمتری در مقایسه با روش‌های صنعتی کنونی تولید آند باتری استفاده می‌کند. از آنجا که ارزش آند ۱۰ تا ۱۵ درصد از کل هزینه یک باتری لیتیوم-یونی است، انتظار می‌رود این روش جدید که از مواد ضایعاتی کم‌هزینه استفاده می‌کند، بتواند هزینه‌های ساخت آن‌ها را نیز کاهش دهد.

استفاده از کاغذ‌های باطله به عنوان ماده خام برای تولید آند‌های باتری، اتکای ما به منابع معمولی کربن، از جمله فیلر‌های کربنی را که پس از استخراج، با مواد شیمیایی و ماشین‌آلات خشن پردازش می‌شوند، کاهش می‌دهد.

زباله‌های کاغذی که شامل کیسه‌های کاغذی دورریخته‌شده از جنس مقوا، روزنامه و سایر بسته‌بندی‌های کاغذی هستند، تقریبا یک پنجم زباله‌های تولیدشده در سنگاپور طی سال ۲۰۲۰ را تشکیل می‌دهند.

یک پژوهش انجام شده در سال ۲۰۲۰ نشان داد که کیسه‌های ساخته‌شده از کاغذ کرافت که بخش عمده زباله‌های کاغذی سنگاپور را تشکیل می‌دهند، در مقایسه با همتایان خود که از پنبه و پلاستیک ساخته شده‌اند، آثار زیست‌محیطی قابل توجهی دارند. این آثار به دلیل سهم بیشتر کیسه‌های کاغذی در گرم شدن کره زمین هنگام سوزاندن آن‌ها و پتانسیل سمی کردن محیط زیست هنگام تولید آن‌ها است.

نوآوری کنونی که فرصتی را برای چرخه مجدد محصولات زائد و کاهش وابستگی ما به سوخت‌های فسیلی، تسریع گذار ما به سمت اقتصاد چرخشی، مواد سبز و انرژی پاک ارائه می‌دهد، نشان‌دهنده تعهد دانشگاه صنعتی نانیانگ برای کاهش تأثیر ما بر محیط زیست است. این موضوع، یکی از چالش‌های بزرگ بشریت به شمار می‌رود که دانشگاه صنعتی نانیانگ به دنبال حل کردن آن از طریق پروژه راهبردی "NTU ۲۰۲۵" است.

  • 13
  • 4
۵۰%
همه چیز درباره
نظر شما چیست؟
انتشار یافته: ۰
در انتظار بررسی:۰
غیر قابل انتشار: ۰
جدیدترین
قدیمی ترین
مشاهده کامنت های بیشتر
افسانه بایگان,بیوگرافی افسانه بایگان,عکس افسانه بایگان بیوگرافی افسانه بایگان بازیگر و ماجرای کشف حجابش (+ تصاویر)

تاریخ تولد:۱۳۴۰/۱۰/۲۶

محل تولد:تهران

ملیت:ایرانی

وضعیت تاهل:متاهل

پیشه:هنرپیشه

ادامه
میریام فارس,بیوگرافی میریام فارس,میریام فارس خواننده لبنانی بیوگرافی میریام فارس خواننده، رقاص و بازیگر لبنانی (+ تصاویر)

متولد:۳ مهٔ ۱۹۸۳ روستای كفر شلال٫ جنوب لبنان

ملیت:لبنانی

سبک( ها):پاپ عربی

حرفه( ها):خواننده، رقاص، بازیگر

زمینهٔ فعالیت:موسیقی

ادامه
داوود عابدی,بیوگرافی داوود عابدی,داوود عابدی مجری بیوگرافی داوود عابدی، گوینده و مجری سابق صدا و سیمای ایران (+ تصاویر)

زاده:یک تیر ۱۳۵۴

زادگاه:تهران

تحصیلات:کارشناسی روزنامه نگاری

پیشه:مجری و گوینده خبر

ملیت:ایرانی

ادامه
سحر زکریا,بیوگرافی سحر زکریا,عکس سحر زکریا بیوگرافی سحر زکریا و ماجرای کشف حجابش (+ تصاویر)

زمینه فعالیت:بازیگر

تولد:۲۸ آذر ۱۳۵۲

محل تولد:اراک 

ملیت:ایرانی

بیوگرافی سحر زکریا

زمان و محل تولد سحر زکریا به تاریخ ۲۸ آذر ۱۳۵۲در اراک برمی گردد. مادر این بازیگر، اهل شمال بود و اصلیت پدرش که به عنوان مهندس برق، فعالیت داشت؛ از اراک بود. همین امر باعث شد که سحر تا مقطع پنجم ابتدایی در شهرهای مختلفی زندگی کند. با این که محل تولد سحر، گیلان بوده است ولی پدرش برای او از اراک، شناسنامه گرفته است. سحر دارای یک خواهر میباشد که کوچکتر از خودش است و متاهل شده و در حال حاضر ، فرزند دارد.

ادامه
المیرا شریفی مقدم,عکس المیرا شریفی,تصاویر خانم المیرا شریفی مقدم المیرا شریفی مقدم، گوینده و مجری ایرانی (+تصاویر خانوادگی)

سال تولد:۱۳۶۰

محل تولد:تبریز

تحصیلات:دانشجوی رشته میکروبیولوژی

پیشه:گویندگی خبر

ملیت:ایرانی

وضعیت تاهل:متاهل

ادامه
کتانه افشاری نژاد,بیوگرافی کتانه افشاری نژاد,زندگینامه کتانه افشاری نژاد بیوگرافی کتانه افشاری نژاد، بازیگر سینما و تئاتر (+ تصاویر)

تاریخ تولد:۳ مرداد ۱۳۵۲

محل تولد:تهران

فعالیت:بازیگر و گوینده

سالهای فعالیت:۱۳۷۰- تاکنون

ملیت:ایرانی

ادامه
شقایق دهقان,بیوگرافی شقایق دهقان,عکس شقایق دهقان بیوگرافی شقایق دهقان بازیگر و نویسندهٔ ایرانی (+ تصاویر)

زاده:۴ اسفند ۱۳۵۷

زادگاه:آلمان

وضعیت تاهل:متاهل

ملیت:ایرانی

سمت:بازیگر و نویسندهٔ ایرانی

ادامه
خزر معصومی,بیوگرافی خزر معصومی,عکس های خزر معصومی بیوگرافی خزر معصومی و ماجرای کشف حجاب او (+ تصاویر)

زاده:۱۳۶۰

زادگاه:تهران

ملیت:ایرانی

سمت:بازیگر

تحصیلات:فارغ التحصیل رشته حقوق

ادامه
دنیا مدنی,بیوگرافی دنیا مدنی,عکس های دنیا مدنی بیوگرافی دنیا مدنی بازیگر سینما و تئاتر (+ تصاویر)

زمینه فعالیت:سینما، تلویزیون، تئاتر

متولد:۱۳ تیرماه ۱۳۶۹ تهران

پیشه:بازیگر

سال های فعالیت:۱۳۹۱- تاکنون

تحصیلات:طراحی لباس

ادامه
ویژه سرپوش