A teraz coś dla samochodziarzy: kraby mogą być przyszłością motoryzacji
Myśląc o odnawialnych źródłach energii, nasze umysły kierują się w stronę słońca, wody czy wiatru. Jednak niewiele osób pomyślałoby, że źródłem energii odnawialnej mogą być... pancerze skorupiaków. Naukowcom udało się stworzyć baterię, w której jednym z głównych elementów jest całkowicie biodegradowalny żel uzyskany z pancerzy krabów i krewetek.
Projektowanie baterii od dekad jest wyzwaniem dla inżynierów, bo muszą tworzyć rozwiązania, które są złotym środkiem pomiędzy mobilnością urządzenia, gęstością energii, gęstością mocy, czasem ładowania, żywotnością i kosztami. W ostatnich latach do tej listy można również dopisać dążenie do uczynienia baterii przyjaznymi dla środowiska. Zarówno jeśli chodzi o eksploatację nowych baterii, jak i przetwarzanie tych zużytych.
Baterie powszechnie utożsamiamy z wszelką przenośną elektroniką, ale w praktyce znajdujemy je również w innych urządzeniach mobilnych, takich jak samochody elektryczne czy hulajnogi elektryczne. Choć samochody elektryczne już same w sobie są dużym krokiem w pracach nad uczynieniem współczesnego społeczeństwa bardziej eko, to nadal ekolodzy mają dużo do powiedzenia w kwestii biodegradowalności ich akumulatorów.
Naprzeciw temu wyzwaniu wyszli amerykańscy naukowcy, tworząc prototyp baterii z... pancerzyków krabów. Projekt biodegradowalnej baterii cynkowej opisali oni w czasopiśmie Matter.
Bateria z... pancerzyków krabów? Nieoczekiwane źródło energii
Jednym z elementów baterii jest płynny roztwór elektrolitu, który wykorzystywany jest przez baterię do przenoszenia jonów pomiędzy dodatnio i ujemnie naładowanymi biegunami. Elektrolit może być cieczą, pastą lub żelem, a wiele baterii wykorzystuje do tej funkcji łatwopalne lub żrące substancje chemiczne, takie jak np. kwas siarkowy. To właśnie wyciek elektrolitu z baterii lub akumulatora jest jednym z największych niebezpieczeństw dla środowiska oraz powodem, dla którego powinniśmy obchodzić się z nimi ostrożnie.
Natomiast bateria stworzona przez amerykańskich naukowców jako elektrolit wykorzystuje organiczny związek chemiczny z grupy polisacharydów, znany powszechnie jako chitozan.
Chitozan jest produktem procesu deacteylzacji chityny. Chityna ma wiele źródeł: znajdziemy ją m.in. w ścianach komórkowych bakterii i grzybów, pancerzach owadów takich jak np. pszczoła oraz w pancerzach homarów, krewetek i krabów. Zarówno chityna jak i chitozan są związkami nietoksycznymi i biodegradowalnymi.
Najbardziej obfitym źródłem chitozanu są egzoszkielety skorupiaków, w tym krabów, krewetek i homarów, które można łatwo uzyskać z odpadów z owoców morza. Można go znaleźć na swoim stole.
- powiedział doktor Liangbing Hu, główny autor projektu
Bateria z resztek ze stołu, a w naturze właściwie zero resztek
Jak mówią uczeni, zużyty, żelowy elektrolit stworzony z chitozanu rozpadł się całkowicie w czasie około pięciu miesięcy. Pozostawił po sobie jedynie cynk, który w przeciwieństwie do ołowiu czy litu może zostać poddany recyklingowi.
Baterie cynkowe stają się coraz popularniejsze, a to za sprawą niższych kosztów produkcji i mniejszego zagrożenia dla środowiska oraz osób ich użytkujących.
Zgodnie z eksperymentami przeprowadzonymi przez zespół badaczy, ich bateria cynkowo-chitozanowa wykazuje się wydajnością energetyczną na poziomie 99,7 procent po tysiącu cyklów baterii, co zdaniem naukowców czyni ich dzieło realną opcją do przechowywania energii generowanej przez wiatr i słońce w celu przekazania do sieci energetycznych lub jako akumulator dla samochodów elektrycznych.
