تبدیل آجرهای معمولی به باتری

تیمی از محققان در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس راهی برای تبدیل آجر‌های معمولی به باتری کشف کرده اند
طبق تحقیقات جدید شیمی دانانی که روشی را طراحی کرده اند که می‌تواند آجر‌های قرمز را به باتری‌های آبی تبدیل کند، معلوم می‌شود که هر آجر قرمز قدیمی می‌تواند آجر برقی باشد.
"ما یک آجر معمولی را که شما برای ساخت خانه استفاده می‌کنید، گرفته ایم - ما در واقع به فروشگاه سخت افزار مراجعه کردیم، آنجا بود که آن‌ها را خریداری کردیم، هیچ چیز خاصی در مورد آن‌ها وجود ندارد - ما آن‌ها را دوباره به آزمایشگاه آوردیم و شروع به انجام سنتز شیمیایی روی آجر‌ها کردیم، "خولیو D'Arcy، استادیار شیمی در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، در یک مصاحبه گفت. "کارمندان آزمایشگاه من واقعاً علاقه‌مند به استفاده از موادی مانند زنگ زدگی هستند، مانند خوردگی آهن ... به عنوان واکنش دهنده ما در سنتز شیمیایی. "

 

آجر‌ها رنگدانه قرمز خود را مدیون اکسید آهن، معروف به زنگ زدگی هستند و این ترکیب شیمیایی نهفته پایه‌ای برای روش آزمایشگاه D’Arcy بود.
"ما در نهایت روی آجر‌ها، پلیمری را تولید می‌کنیم که برق را هدایت می‌کند و انرژی را ذخیره می‌کند. راهی که ما انجام دادیم بسیار ساده بود: آجر‌ها را با اسید پر کنید، "او گفت. این اسید‌ها به منافذ نفوذ کرده و این اکسید آهن موجود در آجر را به یک واکنش دهنده شیمیایی تبدیل می‌کنند که در واقع برای سنتز پلاستیک بسیار مفید است. "
D’Arcy و همکارانش یک آجر در اجاق گاز قرار دادند و بخار‌های اسیدی را در آن پمپاژ کردند و اکسید آهن را در مقیاس مولکولی حل کردند.
این استاد دانشگاه گفت: "مرحله دوم، انتقال گاز دوم به آجر است و این گاز دوم بخار مونومر است. "
دو گاز واکنش دهنده به طور پی در پی به درون کوره جریان می‌یابند و روند کار به پایان می‌رسد.

"هنگامی که آن اجاق را باز کردید و واکنش شیمیایی انجام شد، آجر از اجاق خارج می‌شود و دیگر رنگ آن قرمز نیست، اما رنگ آن آبی است؛ بنابراین ما می‌دانیم، هر زمان که رنگ آبی را می‌بینیم، یکی از پلیمر‌های خود را ساخته ایم. " "این مقاله ثابت می‌کند که پایدار است و قابل تولید است و تنها کاری که شما باید انجام دهید یک واکنش یک مرحله‌ای است که در آن دو گاز به آجر وارد می‌کنید، آجر را گرم می‌کنید و یک پلیمر می‌سازید. "
این پلیمر آبی، که نانو الیاف آن به فضای متخلخل آجر نفوذ می‌کند، به عنوان نوعی "اسفنج یونی" عمل می‌کند که برق را ذخیره و هدایت می‌کند.
دانشمندان در مطالعه خود، که روز سه شنبه در Nature Communications منتشر شد، فقط از یک آجر چراغ LED سبز تأمین کردند؛ و آجر بیشتر به معنای ذخیره بیشتر انرژی است - این گروه افتخار می‌کند که فقط ۵۰ آجر متصل به سلول‌های خورشیدی می‌توانند به مدت ۵ ساعت روشنایی اضطراری را تأمین کنند.
"شما فقط می‌توانید تعداد آجر‌ها را افزایش دهید و می‌توانید انرژی ذخیره شده را افزایش دهید. D'Arcy گفت، با این حال، این یک استراتژی خیلی خوبی نیست. "هرچه آجر بپوشید، گران‌تر است. یک گزینه بهتر این است که مقیاس بندی نکنید، بلکه آجر‌ها را به بهترین واحد‌های ذخیره انرژی ممکن تبدیل کنید. "
بنابراین محققان به جای مراجعه به فروشگاه سخت افزار، آجر‌های خود را درست می‌کنند.
D'Arcy گفت: "شما می‌خواهید باتری‌های AA یا باتری‌های AAA را از بین ببرید، زیرا در این صورت می‌توانید واقعاً شغل ایجاد کنید، در واقع می‌توانید یک شرکت تاسیس کنید. " "آنچه ما باید انجام دهیم یافتن بودجه برای تولید آجر‌های جدید است. … آجر‌هایی که ما درست می‌کنیم مانند آجر‌هایی نیست که برای این انتشار استفاده کرده ایم، ما در واقع از آجر‌هایی استفاده می‌کنیم که فلزات دیگری نیز در خود دارند که می‌تواند میزان انرژی ذخیره شده را افزایش دهد. "
D’Arcy می‌گوید آجر‌ها می‌توانند حدود ۱۰، ۰۰۰ بار شارژ شوند و هر بار شارژ مجدد در ۱۳ دقیقه اتفاق می‌افتد.
وی گفت: "این فقط به این دلیل امکان پذیر است که پلیمری که ساخته ایم به آن اجازه می‌دهد. "
از نظر فنی، آجر‌های تبدیل شده باتری نیستند، بلکه ابر خازن‌ها هستند - ماده رسانایی با چگالی انرژی کمتر از باتری، اما بسیار سریعتر شارژ و تخلیه می‌شود؛ و گرچه می‌توان زیرساخت‌های موجود را به واحد‌های ذخیره انرژی با آجر آبی تبدیل کرد، D'Arcy هشدار می‌دهد که راه حل‌های کارآمد‌تر به آجر‌های ساخته شده
"ما می‌توانیم دیواری را که قبلاً مونتاژ شده است بگیریم و می‌توانیم آن را به یکی از واحد‌های ذخیره انرژی تبدیل کنیم. اما مشکلاتی وجود دارد. یکی، شما باید تجهیزات را با خود بیاورید، و این هزینه بیشتری برای شما دارد. دو، هر وقت دستگاه می‌سازیم، شما همیشه به سیم احتیاج دارید. " "خیلی زیبا به نظر نمی‌رسد، شما باید در دیوار فرو بروید، باید سیم‌ها را در جایی قرار دهید، باید آن‌ها را به یک سلول خورشیدی متصل کنید. "