Yengeç Kabuğu ve Çinkodan Yapılmış Pil Şarj Edilebilir ve Biyolojik Olarak Parçalanabilir


Çinko pillerin daha verimli çalışmasını sağlamak için yengeç kabuğu yığınları kullanılabilir

Colin Marshall/Alamy Hazır Fotoğraf

Yengeç kabuklarından ve çinkodan yapılmış yeniden şarj edilebilir bir pil, rüzgar ve güneş enerjisini depolayabilir ve ardından parçaları ya birkaç yıl içinde güvenli bir şekilde biyolojik olarak bozunabilir ya da geri dönüştürülebilir.

Anahtar, yengeç ve karides kabuklarında bulunan bir madde olan kitinden türetilen bir bileşik olan kitosandır. Pil, etkileyici bir güç depolaması sağlayabilir ve en az 1000 kez şarj edilebilir, diyor Liangbing Hu Maryland Üniversitesi’nde.

Lityum iyon piller mevcut standarttır, ancak üretimleri için madencilik lityum gerektirir, çevreye zarar verebilecekve sınırlı metal kaynakları vardır.

Çinko iyonlarına dayalı piller ilginçtir. alternatif çünkü çinko doğada çok bol, diyor Hu. Bununla birlikte, çinko iyon piller genellikle birçok kez şarj edilemez ve kötü performans gösterir çünkü pilin içindeki iyonlar için bir iletken olarak gerekli olan su çinkoyu aşındırır ve pilin işlevini engelleyen anotta birikintiler oluşturur.

Hu kitosan’ı araştırmaya karar verdi çünkü molekülleri suyla iyi bir şekilde bağlanıyor, bu da çinko ile reaksiyona girmek için daha az su molekülünün mevcut olması gerektiği anlamına geliyor ve bu da çinko korozyonunu önlemeye yardımcı olabilir.

Hu, biyolojik olarak parçalanabilen ve doğada yaygın olarak bulunan kitosan’ın güvenli ve ucuz olduğunu söylüyor. Anodu katottan ayıran 2 santimetre genişliğinde tek bir madeni para büyüklüğünde hücre pili zarı, yalnızca yaklaşık 0,00017 ABD sentine mal olacak 20 mikrogram ticari olarak temin edilebilen kitosan tozu gerektirecektir.

Hu ve meslektaşları, kitosan ve çinko iyonları içeren, düz ve yoğun hale gelene kadar sıkıştırarak esnek, şeffaf bir zar oluşturdular. Daha sonra bunu çinko anotun üzerine yerleştirdiler. Katot, poli(benzokinonil sülfür) veya PBQS olarak bilinen organik bir bileşikten yapılmıştır.

Testler, zarın suda tipik çinko korozyonu olmaksızın çinko iyonlarının yüksek, hızlı iletkenliğine izin verdiğini gösterdi. Bunun yerine, çinko parçacıkları, test pilinin anotunun kenarı boyunca düz katmanlar halinde yığılan mikroskobik altıgen trombositlere dönüştü ve çinko ile istenmeyen reaksiyonların azaltılmasına yardımcı olmaya devam etti.

Performans ve kullanım ömrüne gelince, prototip 400 saat boyunca santimetre kare başına 50 miliamperlik yüksek bir akım yoğunluğunda veya küçük lityum pillerle karşılaştırılabilir 1000 döngü şarjda çalıştı.

Hu, “Pillerin yüksek akım yoğunluğunda çalışması kolay bir şey değil” diyor.

Kapalı bir pilin içinde, kitosan birkaç yıl içinde kademeli olarak bozulur ve kalan çinko geri dönüştürülebilir, diyor.

Dergi referansı: Önemli olmak, DOI: 10.1016/j.matt.2022.07.015


Kaynak : https://worldnewsera.com/news/science/battery-made-of-crab-shell-and-zinc-is-rechargeable-and-biodegradable/

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir