به نقل از «جام جم آنلاین»

تولید باتری قابل شست‌وشو در ماشین لباسشویی

تاریخ انتشار: ۱۹ آذر ۱۴۰۰ | کد خبر: ۳۳۸۹۵۱۴۴

به گزارش جام‌جم‌آنلاین به نقل از نیواطلس، وسایل الکترونیکی که در البسه کار گذاشته می‌شوند، توسعه گستره متنوعی از گجت‌های پوشیدنی را فراهم کرده‌اند؛ از لباس‌هایی که فعالیت ماهیچه‌ها را ارزیابی می‌کنند و تنفس را بررسی می‌کنند تا لباس‌هایی که امکان صحبت کردن با دیگران را فراهم می‌کنند. توسعه منابع انرژی انعطاف‌پذیر برای استفاده با این ابزار‌ها یک زمینه تحقیقاتی به همان اندازه مهم است، و دانشمندان دانشگاه بریتیش کلمبیا راه حل ویژه‌ای را ارائه کرده‌اند که می‌تواند اولین باتری‌ای باشد که هم انعطاف‌پذیر و هم قابل شستشو است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

در چند سال گذشته، ما شاهد انواع راه‌حل‌های ذخیره انرژی منعطف بوده‌ایم که برای تامین انرژی دستگاه‌های پوشیدنی طراحی شده‌اند، از باتری‌هایی در مقیاس میلی‌متری که مانند چسب‌زخم روی پوست کشیده می‌شوند تا باتری‌های پارچه‌مانندی که انرژی را از عرق می‌گیرند. تیم دانشگاه بریتیش کلمبیا اکنون برخی از پیشرفت‌های مهندسی را برای پر کردن شکاف‌های مهمی که در فناوری‌های فعلی می‌دیدند، به کار گرفته‌اند.

دکتر انگوک تَن انگوین، محقق این مطالعه، می‌گوید: «لوازم الکترونیکی پوشیدنی بازار بزرگی دارند و باتری‌های انعطاف‌پذیر برای توسعه آن‌ها ضروری است. با این حال، تا به حال، منعطف قابل شستشو نبوده‌اند. اگر فناوران بخواهند متناسب با نیاز‌های روزمره فعالیت خود را ادامه دهند، این یک افزودنی حیاتی است.»

برای توسعه باتری با این قابلیت‌ها، دانشمندان نحوه چیدمان این دستگاه‌ها را دوباره طراحی کردند. این تیم به جای استفاده از باتری لیتیوم یونی مملو از مواد سخت شده در داخل یک پوشش بیرونی سفت و سخت، به مواد شیمیایی جایگزین روی و د اکسید منگنز روی آوردند که به دلیل هزینه کم و ایمنی بالا قابلیت خوبی برای این جایگزینی دارند. این مواد به ذرات ریز آسیاب شده و در یک پلیمر به کار رفتند تا لایه‌های فوق‌العاده نازک و قابل انعطافی را تشکیل دهند، که تعدادی از آن‌ها روی هم چیده شده و در همان پلیمر محصور شده‌اند تا محصول نهایی را تولید شود.


نگوین می‌گوید: «ما روی و منگنز را انتخاب کردیم، زیرا برای دستگاه‌هایی که در مجاورت پوست قرار می‌گیرند، این ماده شیمیایی ایمن‌تر از باتری‌های لیتیوم یونی است که می‌توانند در هنگام شکستن ترکیبات سمی تولید کنند.»

باتری به دست آمده انعطاف‌پذیر است و می‌تواند تا دو برابر طول معمول خود کشیده شود، دارای ظرفیت ویژه ۱۶۰ میلی‌آمپر ساعت بر گرم است و ۷۵ درصد ظرفیت خود را در ۵۰۰ چرخه شارژ و دشارژ حفظ می‌کند. نکته جالب این است که تیم تحقیقاتی مشاهده کرد که نفوذناپذیری باتری به اندازه کافی خوب کار می‌کند که باتری بتواند ۳۹ دوره شست‌وشو را حداقل تحمل کند.

بهار ایرانپور، عضو تیم تحقیقاتی، می‌گوید: «ما نمونه‌های اولیه خود را در دور‌های شست‌وشوی واقعی لباس‌شویی در ماشین‌های لباسشویی خانگی و صنعتی قرار دادیم. آن‌ها پس از دوره‌های شست‌شو دست نخورده و از لحاظ عملکردی سالم بودند و به همین خاطر می‌دانیم این باتری واقعاً کارآمد است.»

این تیم اکنون در حال کار برای بهبود توان خروجی و طول عمر باتری است و می‌گوید که ساخت این باتری هم‌اکنون توجه بازار را به خود جلب کرده است و انتظار می‌رود قیمت آن مشابه یک باتری قابل شارژ استاندارد باشد. به عقیده این گروه تحقیقاتی این باتری در ساعت‌ها و برچسب‌هایی که علائم حیاتی را اندازه‌گیری می‌کنند و در لباس‌های هوشمندی که تقریباً همین کار را انجام می‌دهند، قابل استفاده خواهد بود.

دکتر جان مدن، استاد مهندسی برق و کامپیوتر، که نظارت بر کار را بر عهده داشت، می‌گوید: مواد مورد استفاده فوق‌العاده کم‌هزینه هستند، بنابراین اگر این باتری به تعداد زیاد ساخته شود، ارزان خواهد بود. دستگاه‌های پوشیدنی نیاز به انرژی الکتریکی دارند. با تولید باتری نرم، قابل کشش و قابل شستشو، تأمین انرژی مورد نیاز برای ابزار‌های پوشیدنی راحت‌تر و مقرون به صرفه خواهد بود.

نتایج این تحقیق در مجله Advanced Energy Materials منتشر شده است.

منبع: جام جم آنلاین

کلیدواژه: باتری منعطف باتری پوشیدنی نسل جدید باتری گجت پوشیدنی انعطاف پذیر دستگاه ها قابل شست

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت jamejamonline.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «جام جم آنلاین» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۳۸۹۵۱۴۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

چگونه کشور‌های جهان از خورشید طلا و از باد پول می‌سازند؟

آژانس بین‌المللی انرژی در آخرین گزارش خود از وضعیت تولید انرژی‌های تجدیدپذیر در جهان اشاره کرده است که رشد ظرفیت تولید انرژی‌های پاک با ثبت یک رکورد تاریخی به ۵۰۷ گیگاوات (هزار مگاوات) در سال ۲۰۲۳ افزایش یافته است و این عدد، ۵۰ درصد بیشتر از رشد آن در سال ۲۰۲۲ است. این در حالیست که آمار‌های وزارت نیرو نشان می‌دهد، ظرفیت تولید انرژی برق‌آبی ایران در هشت ماه ابتدایی سال ۱۴۰۲ تنها ۵۵ مگاوات و تولید دیگر انرژی‌های پاک ۷۲ مگاوات رشد داشته است.   به گزارش فرارو، انرژ‌های تجدیدپذیر ۳ ماموریت مهم دارند؛ اولین و مهمترین وظیفه این است که نیاز‌های افزایشی در حوزه برق را تامین می‌کنند، ماموریت دوم انرژی‌های تجدید پذیر این است که ذغال سنگ را حذف کنند و در گام سوم، جایگزین گاز شوند. در حال حاضر در کشور ما، ظرفیت تولید برق هسته‌ای حدود یک درصد است و سهم تولید برق از انرژی‌های خورشیدی و بادی نیز کمی بیشتر از ۱ درصد است. سهم تولید برق آبی نیز در برخی فصول تا سه درصد می‌رسد و با این تفاسیر مشخص است که حدود ۹۵% انرژی ایران را سوخت‌های فسیلی تشکیل می‌دهند. انرژی بادی نیروی تازه نفس تجدیدپذیر‌های جهان وقتی صحبت از انرژی‌های تجدیدپذیر می‌شود، بسیاری به یاد انرژی خورشیدی می‌افتند که البته زیرساخت‌های آن نیز به سرعت در حال توسعه در سطح جهان است. اما افزون بر انرژی خورشیدی، انرژی بادی در حال توسعه در سطح جهان است تا جایی که باد خشکی با ۳۸٪ بیشتر از هزینه‌های خورشیدی در حال نزدیک شدن است. برآورد‌های بین المللی نشان می‌دهد پیشرفت‌های فناوری و کاهش هزینه‌ها به سرعت بازار‌های جدیدی را برای باد فراساحلی در هند، آسیای جنوب شرقی و استرالیا طی پنج تا ۱۰ سال آینده باز می‌کند، به نوعی که حتی قابلیت رقابت با گاز و ذغال سنگ را داشته باشد.   ظرفیت تجمعی نیروگاه‌های بادی نصب شده در سراسر جهان در پایان سال ۲۰۲۳ تقریباً ۱۰۲۳ گیگاوات بود. نکته جالب‌تر این که صنعت بادی در سال ۲۰۲۳ رکورد ۱۱۷ گیگاوات را در سطح جهان تولید کرد که ۵۰ درصد بیشتر از سال ۲۰۲۲ بود. همچنین تا ۵ سال دیگر یعنی ۲۰۲۸ احتمالا ۷۹۱ گیگاوات بیشتر اضافه خواهد شد. اگر ظرفیت تولید انرژی بادی در ایران را در مقایسه با آمار‌های سرانه تولید انرژی بادی در جهان بررسی کنیم، انتظار می‌رفت که ایران تا کنون ۱۰ گیگاوات بادی تولید می‌کرد و تا پنچ سال دیگر به ۲۰ گیگاوات می‌رسید، اما حقیقت این است که علیرغم این که اطلس بادی ایران نشان می‌دهد، امکانات طبیعی ایران برای ۴۸ گیگاوات در دسترس است، اما فقط ۰,۴ گیگاوات تولید داریم.   اهمیت انرژی بادی نه فقط در کشور‌های همسایه ما، بلکه در کشور‌های اروپایی نیز به یک موضوع بسیار مهم تبدیل شده است. مزرعه بادی جدید بریتانیا به ارزش ۹.۱ میلیارد پوند در دست ساخت است و انتظار می‌رود که بزرگترین مزرعه بادی فراساحلی جهان باشد. قرار است این مزرعه بادی به نام داگر بانک (Dogger Bank)، که در ۸۰ مایلی سواحل یورکشایر قرار دارد پس از بهره برداری تا ۳.۶ گیگاوات برق تولید کند؛ بنابراین می‌توان انتظار داشت که این مزرعه بادی ۶ میلیون برق به شبکه خانگی تزریق کند. نگاهی به این اعداد و ارقام نشان می‌دهد چگونه کشور‌های مختلف در تلاشند از انرژی بادی برای صرفه جویی در مصرف سرمایه‌های مادی خود استفاده کنند.   کشور‌هایی که از خورشید طلا می‌گیرند کشور‌های مختلف و به ویژه آن‌ها که آفتاب خیز‌تر هستند به شدت به دنبال بهره برداری از منابع خورشیدی خود هستند. افزون بر کشور‌های حاشیه خلیج فارس، اخیرا هند نیز در این زمینه سرمایه گذاری گسترده‌ای انجام داده است. علی جم، مدیرعامل شرکت توزیع برق استان یزد که یکی از آفتاب خیز‌ترین استان‌های ایران است، سال گذشته اعلام کرد که طی پنج سال گذشته، ۱۱۰ هزار نیروگاه خورشیدی حمایتی ۵۵۰ هزار سامانه خورشیدی احداث شده است. با این وجود هنوز هم تا استاندارد‌های جهانی فاصله داریم.   شرکت آدانی گرین انرژی در حال توسعه نیروگاه انرژی تجدیدپذیر ۳۰ گیگاواتی در بیابان کویری با دمای بالای ۴۰ درجه در خاودا در گجرات به مساحت ۵۳۸ کیلومتر مربع و سرمایه گذاری کلی ۲۰ میلیارد دلار است، که پس از اتمام پروژه، بزرگترین نیروگاه سیاره زمین خواهد بود. با این تفاسیر می‌توان گفت هند می‌خواهد بیابان غیر قابل استفاده نمکی و ۴۰ درجه‌ای خود را تبدیل به بزرگترین نیروگاه انرژی تجدیدپذیر جهان کند. ابعاد این نیروگاه پنج برابر مساحت شهر پاریس و از فضا قابل مشاهده است.   اما چرا این پروژه را می‌توان یکی از بهترین سرمایه گذاری‌های هند دانست؟ هندی‌ها موفق شده اند، منطقه‌ای را که به حدی خشک است که حیات وحش در آن وجود ندارد و فاقد پوشش گیاهی است به تولید انرژی پاک تبدیل کنند که دست کمی از خلق طلا ندارند.   اما کشور‌های اتحادیه اروپا نیز با وجود سهم کمتری که نسبت به آسیایی‌ها از انرژی خورشیدی دریافت می‌کنند، در این زمینه سرمایه گذاری‌های گسترده‌ای می‌کنند. آلمان در قالب یک طرح در تلاش است تا از طریق سیستم‌های خورشیدی قابل نصب در فضای بالکن خانه ها، انرژی خورشیدی را جذب کند. نکته جالب این که تا کنون حدود ۴۰۰ هزار سیستم خورشیدی پلاگین در بالکن خانه‌ها نصب شده است. ‏بر اساس محاسبات تقریبی آلمان حدود ۲۰۰ مگاوات خورشیدی بالکن نصب شده دارد. چرا کوچ جهان به سمت انرژی‌های پاک اجباری است؟ حقیقتی که بر اساس آمار‌های جهانی انکار ناپذیر است، این است که تقاضای گاز اروپا ۲۴ درصد نسبت به ۲۰۲۱ کاهش یافته است و به کمترین میزان از سال ۲۰۱۵ رسیده است. همچنین وابستگی به ذغال سنگ نسبت به سال ۲۰۱۵ حدود ۵۰ درصد کاهش یافته است. تحقیقات حوزه انرژی در اتحادیه اروپا نیز نشان می‌دهند که تقاضای LNG اتحادیه اروپا احتمالاً در سال ۲۰۲۳ به اوج خود رسیده است. انجمن تنظیم‌کننده‌های انرژی اروپا (ACER) تخمین می‌زند که تقاضای گاز اتحادیه اروپا برای LNG تا سال ۲۰۲۷ حدود ۶۰ میلیارد متر مکعب کاهش می‌یابد و این رقم، تقریباً نیمی از صادرات LNG ایالات متحده در سال ۲۰۲۳ برای مقیاس است.   در شرایطی که تولید برق سوخت‌های فسیلی از سهم ۴۶.۵۳ درصدی در اروپا به ۳۹.۳۱ درصد در بازه زمانی یکساله کاهش پیدا می‌کند، مجبور به پذیرش واقعیت‌های گذار از انرژی فسیلی خواهیم بود. مهمترین گزینه‌ها برای این گذار و جایگزینی، بازگشت به سمت انرژی خورشیدی، بادی، پمپ‌های گرمایشی، سوخت‌های بیو و هیدروژن سبز است.   یک استدلال همیشگی که از سوی مدافعان انرژی‌های فسیلی مطرح می‌شود این است که می‌گویند، میزان برقی که از طریق انرژی‌های پاک به دست می‌آید، کمتر از حدی است که به واسطه سوخت‌های فسیلی به دست می‌آید. اما بررسی‌های تخصصی چه می‌گویند؟ ‏۲.۵ گیگاوات خورشیدی یا ۱.۷ گیگاوات بادی همان مقدار برق تولید می‌کند که ۱ گیگاوات گاز سیکل ترکیبی تولید میکند. ‏۲ گیگاوات خورشیدی یا ۱.۳ گیگاوات باد حدود ۱ گیگاوات ذغال سنگ تولید می‌کند. همچنین نیروگاه‌های خورشیدی و بادی نیاز به خوراک مانند گاز و ذغال سنگ ندارند، پس هزینه خوراک و حتی تعمیر نگهداری ندارند.   نکته مهمتر این که هزینه ساخت نیروگاه‌های خورشیدی به یک سوم نیروگاه‌های سیکل ترکیبی و با باطری ذخیره باز هم کمتر از نیروگاه‌های سیکل ترکیبی (با کیفیت ۵۸%) خواهد بود. برخلاف کاهش هزینه‌های انرژی‌های تجدیدپذیر، هزینه‌های تولید ذغال سنگ و گاز از سال ۲۰۲۰ تا کنون ۱۲ درصد افزایش یافته و عمدتاً به دلیل مکانیسم‌های قیمت گذاری کربن، پیش بینی می‌شود تا سال ۲۰۵۰ روند افزایشی ادامه یابد. اکنون و پس از مرور همه این اطلاعات با یک پرسش اساسی رو به رو می‌شویم که آیا ساسیتگذاران حوزه انرژی برنامه‌ای برای تغییر در برنامه هفتم توسعه و افزایش بودجه در بخش انرژی‌های پاک دارند یا قرار است همچنان به انرژی‌های فسیلی وابستگی حداکثری داشته باشیم؟! کانال عصر ایران در تلگرام