باتری هموگلوبین و قدرت پایدار
تقاضا برای باتری در حال افزایش است
به گزارش گلونی باتری روزمره یکی از اجزای اصلی تولید برق قابل حمل است.
در این دنیای دستگاه‌های انرژی‌بر، تخمین زده می‌شود که صنعت باتری هر سال ۵۰ میلیارد دلار درآمد دارد. ماشین‌های برقی، تلفن‌های همراه و حتی عصای هوشمند برای افراد کم بینا همگی برای کارکردن به باتری نیاز دارند. انتظار می‌رود که این تعداد در دهه آینده با تولید دستگاه‌های بیشتری افزایش یابد.
پس جای تعجب نیست که رقابت برای باتری بهتر در جریان است. باتری ایده آل عمر طولانی دارد، با شرایط غیرعادی سازگار است و حداقل تاثیر منفی بر محیط زیست خواهد داشت. خبر خوب اینجاست : باتری‌ها خیلی بهتر شده اند.
باتری هموگلوبین
یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه کوردوبا در اسپانیا یک باتری هموگلوبین ساخته‌اند که با استفاده از پروتئین هموگلوبین کار می‌کند. هموگلوبین پروتئینی است که در گلبول‌های قرمز یافت می‌شود و اکسیژن را به خون ما می‌رساند. اکسیژن را از ریه‌ها به اندام‌ها منتقل می‌کند، سپس دی اکسید کربن را به ریه‌ها می‌برد تا از بدن خارج شود. خمیر هموگلوبین از هموگلوبین به عنوان الکترولیت در باتری روی-هوا استفاده می‌کند.
باتری‌های هموگلوبین در مقابل باتری‌های لیتیوم یونی
رایج‌ترین باتری‌های موجود در بازار امروز باتری‌های لیتیوم یونی هستند. اینها مواردی هستند که ما از فروشگاه‌ها می‌خریم و در اکثر دستگاه‌ها قرار می‌دهیم.
امروزه باتری لیتیوم یونی یک مشکل بزرگ برای محیط زیست است. استخراج لیتیوم تقاضای زیادی دارد، اما لیتیوم در حال کمیاب شدن است.
آب‌های زیرزمینی و خاک توسط میلیون‌ها باتری که هر ساله در محل‌های دفن زباله قرار می‌گیرند، آلوده می‌شوند. باتری‌های هموگلوبین به دلیل ماهیت زیست سازگاری که دارند، می‌توانند این میزان را در آینده کاهش دهند.
باتری‌های هموگلوبین در مقابل باتری‌های روی-هوا
باتری‌های روی-هوا معمولاً در مواردی مانند ساعت و تجهیزات پزشکی استفاده می‌شوند. این در فرآیند مشابه با باتری‌های دیگر کار می‌کند. با این حال، از روی و یک منبع اکسیژن برای تولید برق در مقابل لیتیوم مانند سایر باتری‌ها استفاده می‌کند. در حالی که این باعث پایداری بیشتر باتری نسبت به سایر باتری‌ها می‌شود، باتری هموگلوبین قوی‌تر است، دوام بیشتری دارد و زیست سازگارتر است.
مزایای باتری هموگلوبین
- طول عمر: تیم دانشگاه کوردوبا گزارش می‌دهد که آنها توانسته اند باتری هموگلوبین را تنها با ۰.۱۶۵ میلی گرم هموگلوبین تا ۳۰ روز کار کنند. این می‌تواند امیدوار کننده باشد. هر چه نیاز به تعویض باتری کمتر باشد، باتری‌ها مقرون به صرفه تر می‌شوند.
- سازگاری زیستی: این باتری برای استفاده در فناوری‌هایی که باید در بدن جاسازی شود، مانند ضربان ساز، بسیار نویدبخش است. از آنجایی که هموگلوبین به طور طبیعی در بدن وجود دارد، ممکن است استفاده از آن بی خطرتر از باتری پر از مواد شیمیایی باشد.
- قدرت: باتری‌های هموگلوبین می‌توانند شرایطی را تحمل کنند که باتری‌های دیگر قادر به تحمل آن نیستند. مدل‌های دیگر ممکن است در اثر رطوبت آسیب ببینند یا نیاز به تولید در محیط‌های خاص داشته باشند.
باتری‌های معمولی چگونه کار می‌کنند؟
باتری‌ها بر روی سیستمی‌کار می‌کنند که ساده و در عین حال مبتکرانه است.
باتری وسیله ای کوچک و قابل حمل است که به خودی خود تولید می‌کند. این اجازه می‌دهد تا دستگاه بدون نیاز به اتصال به پریز برق کار کند. این برای چیزهایی مانند پوشیدنی‌های پزشکی ، دستگاه‌های هوشمند و اکنون، خودروهای پرنده ضروری است.
الکتریسیته نوعی انرژی است که توسط ذرات باردار اتمی‌مانند الکترون‌ها ایجاد می‌شود. هنگامی‌که ثابت می‌نشیند، استاتیک نامیده می‌شود. هنگامی‌که از مکانی به مکان دیگر جریان می‌یابد، به عنوان جریان شناخته می‌شود. یک باتری فرآیندی برای ایجاد این جریان و استفاده از آن برای تغذیه هر دستگاهی که به آن وصل است دارد.
آلودگی باتری یک مشکل بزرگ است
آلودگی باتری مشکلی بسیار بزرگتر از آن چیزی است که اکثر ما تصور می‌کنیم. مردم آمریکای شمالی سالانه حدود ۳.۳ میلیارد باتری را دور می‌اندازند. کمتر از پنج درصد از باتری‌های مصرف شده به درستی بازیافت می‌شوند.
باتری‌هایی که در محل‌های دفن زباله پرتاب می‌شوند، مواد شیمیایی مضر را به محیط زیست نشت می‌کنند. این شامل موادی مانند سرب، جیوه و کادمیوم است. همه اینها برای محیط زیست مخرب و برای انسان و حیوانات خطرناک است.
باتری‌های هموگلوبین در آینده
باتری پایدار در دنیای تجهیزات تکنولوژیکی بسیار مهم است. باتری هموگلوبین دری کاملاً جدید را به سوی پاسخگویی به این نیاز باز می‌کند.
در حالی که باتری مبتنی بر زیست امیدوار کننده است، هنوز هم نیاز به کار دارد. دانشمندان در حال حاضر به دنبال پروتئین بیولوژیکی هستند که بتواند باتری‌های هموگلوبین را قابل شارژ کند. علاوه بر این، باتری برای عملکرد صحیح به مقدار زیادی اکسیژن نیاز دارد. این باعث می‌شود که نامزدی بعید برای مواردی مانند اکتشافات فضایی و مطالعات اعماق دریا باشد.
با این حال، هر سفر با یک قدم آغاز می‌شود. باتری هموگلوبین اولین قدم امیدوارکننده به سوی آینده است.
ایده‌های الهام بخش
راه حل دیگری برای مشکل آلودگی باتری ممکن است دم کردن در یک گاراژ کوچک در مینه سوتا باشد.
گابریل ریگرت، دانشجوی بازاریابی در دانشگاه سنت توماس در مینه سوتا، به این نتیجه رسید که زمان آن رسیده است که این راه حل را بیابد. بنابراین، او و هم اتاقی‌اش، ژرژ ماچتا، کسب‌وکاری به نام Converteca باز کردند و برای یافتن پاسخ دست به کار شدند.
آنها یک فرآیند پنج مرحله ای را توسعه داده اند که نه تنها باتری را بازیافت می‌کند، بلکه مواد داخل آن را برای استفاده مجدد در باتری‌های جدید بازیابی می‌کند.
- آنها با تخریب باتری و تخلیه انرژی باقیمانده با استفاده از مخزن انتشار شروع می‌شوند.
- سپس اجزای باتری را جدا می‌کنند و توده‌ای سیاه و پودری ایجاد می‌کنند که می‌توان از آن برای ایجاد موادی مانند لیتیوم و نیکل در باتری‌های جدید استفاده کرد.
- هر ماده تحت بررسی خلوص قرار می‌گیرد، سپس به یک شرکت تولید کننده باتری ارسال می‌شود.
این نه تنها سموم را از محیط دور نگه می‌دارد، بلکه مشکل دیگری را نیز برطرف می‌کند: استخراج لیتیوم.
بیشتر باتری‌هایی که در تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها و سایر دستگاه‌های تلفن همراه خود استفاده می‌کنیم، از لیتیوم تغذیه می‌کنند. این یک ماده طبیعی است که از طریق معدن از زمین استخراج می‌شود. اما استخراج لیتیوم کار آسانی نیست.
این فرآیند شامل پمپاژ مقادیر زیادی آب شیرین به داخل شیل معدن است. این یک مشکل است زیرا بیشتر معادن در مناطقی انجام می‌شود که تحت تأثیر خشکسالی قرار دارند. این مکان‌ها نیز اتفاقا کمبود آب شیرین دارند.
معدنچیان یک دوغاب گل آلود استخراج می‌کنند. این باقی می‌ماند تا تبخیر شود. آنچه باقی می‌ماند، حوضچه‌های عظیمی‌از زباله‌های سمی‌است که برای قرن‌ها باقی خواهند ماند.
فرآیندی برای بازیابی لیتیوم از آن میلیاردها باتری دور ریخته شده که نیاز به استخراج مواد را از طبیعت کاهش می‌دهدو. و تأثیر سواء آن را بر محیط‌زیست کاهش می‌دهد.
فرآیند Converteca متمایز است زیرا دارای نرخ احیای ۹۸.۳٪ است. به این معنی که ۹۸.۳ درصد مواقع، باتری‌های استفاده‌شده مجدد در فرآیند Converteca به محیط زیست ختم نمی‌شوند.
Converteca در حال جلب توجه است. در آوریل ۲۰۲۳، آنها جایزه اول ۱۰۰۰۰ دلاری را در پیچ اسلم بردند! در مسابقه کارآفرینی کارشناسی e-Fest.
به نظر می‌رسد که کارآفرینان جوان همه جا هستند!
تا زمانی که افراد الهام بخش مانند گابریل و ژرژ تمایلی ندارند از یافتن راه حل برای مشکلات دست بکشند، ما می‌توانیم منتظر روزی باشیم که رودخانه‌ها و اقیانوس‌های ما بار دیگر عاری از اتلاف باتری شوند.
تهیه و تدوین : مصیب شیرانی، پرژوهشگر و فعال محیط زیست
منبع : جوی ال. مگنوسون
https://inspiringclick.com/2023/10/coral-reef-restoration-with-ai/