Yengeç Kabuklarından Sürdürülebilir Pil Elde Edilmesi
Yenilenebilir enerji ve elektrikli araçlara yönelik artan talep, üretilen enerjiyi ve güç motorlarını depolayan pillere yönelik yüksek talebi tetiklemektedir. Ancak bu sürdürülebilir çözümlerin arkasındaki pillerin kendisi her zaman sürdürülebilir olmayabiliyor. Matter Dergisi’nde 1 Eylül’de yayınlanan bir makalede bilim insanları, beklenmedik bir kaynak olan yengeç kabuklarından biyolojik olarak parçalanabilen bir elektrolit içeren bir çinko pil meydana getirmişlerdir.
“Çok büyük miktarlarda pil üretilip tüketilmesi çevresel problemleri arttırmaktadır,” demiştir Maryland Üniversitesi Malzeme İnovasyonu Merkezi yöneticisi ve çalışmanın baş yazarı Liangbing Hu. “Örneğin lityum-iyon pillerde geniş oranda kullanılan polipropilen ve polikarbonat ayırıcıların bozunması ve çevresel yüke eklenmesi, yüzlerce ya da binlerce yıl sürmektedir.
Piller, iyonları pozitif ve negatif yüklü uçlar arasında ileri geri taşımak için bir elektrolit kullanır. Bir elektrolit sıvı, macun veya jel olabilir ve birçok pilde bu işlev için yanıcı veya aşındırıcı kimyasallar kullanılmaktadır. Büyük ölçekli rüzgar ve güneş kaynaklarından gelen gücü depolayabilen bu yeni pil, kitosan adı verilen biyolojik bir malzemeden yapılmış bir jel elektrolit kullanmaktadır.
“Kitosan, kitin’in türevi bir ürünüdür. Kitin, mantarların hücre duvarları, kabukluların dış iskeletleri ve kalamar kalemleri dahil olmak üzere birçok kaynağa sahiptir,” demiştir Hu. “Kitosanın en bol bulunduğu kaynaklar, yengeç, karides ve ıstakoz gibi deniz ürünleri atıklarından kolayca elde edilebilen kabukluların dış iskeletleridir.”
Biyobozunur bir elektrolit, pilin yaklaşık üçte ikisinin mikroplar tarafından parçalanabileceği anlamına gelir – bu kitosan elektroliti, beş ay içinde tamamen bozunmaktadır. Bu, geride kurşun veya lityum yerine geri dönüştürülebilen metal bileşeni -bu durumda çinko- bırakmaktadır.
Hu, “Çinko, yerkabuğunda lityumdan daha bol bulunmaktadır” demiştir. “Genel olarak konuşursak, iyi geliştirilmiş çinko piller daha ucuz ve daha güvenlidir.” Bu çinko ve kitosan pil, 1000 pil döngüsünden sonra %99,7’lik bir enerji verimliliğine sahiptir. Bu da onu, elektrik şebekelerine transfer için rüzgar ve güneş tarafından üretilen enerjiyi depolamak için uygun bir seçenek haline getirmektedir.
Hu ve ekibi, üretim süreci de dahil olmak üzere pilleri daha da çevre dostu hale getirmek için çalışmaya devam etmeyi umuyor. Hu, “Gelecekte, pillerdeki tüm bileşenlerin biyolojik olarak parçalanabilir olmasını umuyorum,” demiştir. “Yalnızca malzemenin kendisi değil, aynı zamanda biyomateryallerin üretim süreci de…”
Kaynak: techxplore.com
