باتری سبز از دل پسماندها؛ دستاورد یک طرح پسادکتری ایرانی

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری، طرح پسادکتری استفاده از پسماند فورفورال‌گیری شده باگاس در ساخت الکترودهای باتری لیتیوم‌یونی به عنوان یکی از طرح‌های پژوهشی حمایت‌شده از سوی بنیاد ملی علم ایران، در بخش تحقیقات علوم چوب و کاغذ مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور به انجام رسیده است.

این طرح توسط جابر حسین‌زاده و با راهنمایی سعید مهدوی اجرا شده و بر بهره‌گیری از لیگنین به‌عنوان یک ماده زیست‌پایه در فناوری‌های نوین ذخیره‌سازی انرژی تمرکز دارد.

زیست‌توده؛ جایگزینی پایدار برای منابع فسیلی جابر حسین‌زاده، مجری این طرح پژوهشی، با اشاره به چالش‌های جهانی ناشی از مصرف بی‌رویه منابع فسیلی، عنوان کرد که آلودگی‌های زیست‌محیطی و محدود بودن ذخایر تجدیدناپذیر، ضرورت حرکت به سمت منابع جایگزین را دوچندان کرده است. به گفته وی، زیست‌توده با تولید سالانه بالغ بر ۱۷۰ میلیارد تن، به‌دلیل تجدیدپذیری، کم‌هزینه بودن و خطرات کمتر زیست‌محیطی، گزینه‌ای مناسب برای جایگزینی سوخت‌های فسیلی محسوب می‌شود.

وی افزود: مواد لیگنوسلولزی، به‌عنوان فراوان‌ترین منبع زیست‌توده با تولید سالانه حدود ۱۰ میلیارد تن در جهان، در دهه‌های اخیر مورد توجه گسترده پژوهشگران قرار گرفته و قابلیت بالایی برای تبدیل به مواد شیمیایی باارزش، مواد کربنی، هیدروژل‌ها، آئروژل‌ها و کاربرد در حوزه‌هایی همچون ذخیره انرژی، زیست‌پزشکی و تصفیه آلاینده‌های آب و هوا دارد.

لیگنین و نقش آن در باتری‌های لیتیوم‌یونی

این پژوهشگر با تأکید بر مزایای لیگنین در کاربردهای نوین صنعتی، اظهار داشت: استفاده از این ماده زیست‌تخریب‌پذیر در ساخت باتری‌های لیتیوم‌یونی می‌تواند به‌طور مؤثری به کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی کمک کند.

به گفته وی، به‌کارگیری باتری‌های مبتنی بر لیگنین در وسایل نقلیه الکتریکی، منجر به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و بهبود کیفیت هوا در مقایسه با فناوری‌های متداول ذخیره‌سازی انرژی خواهد شد.

حسین‌زاده هدف اصلی این تحقیق را استفاده از لیگنین حاصل از پسماندهای لیگنوسلولزی دورریز به‌عنوان جزء ساختاری در باتری‌های لیتیومی عنوان کرد و افزود: در این طرح، عملکرد الکتروشیمیایی لیگنین در سامانه‌های مبتنی بر لیتیوم به‌عنوان الکترود فعال کاتد یا آند، اتصال‌دهنده، الکترولیت و منبع کربنی مورد بررسی قرار گرفته است.

چشم‌انداز توسعه باتری‌های زیست‌سازگار

وی با اشاره به چالش‌های زیست‌محیطی ناشی از انباشت پسماندهای لیگنوسلولزی، خاطرنشان کرد: توسعه فناوری‌های نوین در حوزه حمل‌ونقل و وابستگی به سوخت‌های فسیلی، نقش مهمی در افزایش آلاینده‌ها و تخریب محیط‌زیست داشته و همین مسئله، ضرورت توجه به باتری‌های زیست‌سازگار مانند باتری‌های لیتیوم‌یونی را برجسته کرده است.

این پژوهشگر در پایان تأکید کرد: به‌دلیل فراوانی، هزینه پایین و ویژگی‌های زیست‌محیطی لیگنین و ساختار مولکولی منحصربه‌فرد آن، استفاده از مشتقات لیگنین موجود در پسماندهای غیرقابل استفاده، می‌تواند مسیر تولید باتری‌های قابل شارژ با کارایی بالا را هموار سازد و نقش مؤثری در توسعه ذخیره‌سازی انرژی‌های پاک در آینده نزدیک ایفا کند.