تضمین انرژی آینده جهان با محلول BODIPY

وب سایت کلیک: بالا رفتن سطح آب دریاها و افزایش میزان دی‌اکسید کربن در اتمسفر زمین، یافتن منابع کارآمد انرژی تجدید‌پذیر را به امری ضروری‌تر از همیشه تبدیل کرده‌است.

اگرچه منابعی مانند انرژی خورشیدی و باد تاکنون جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده‌اند، اما معضلی به نام محل ذخیره‌سازی این منابع انرژی را از تبدیل شدن به یک روال عادی در تولید و مصرف انرژی باز داشته‌است.

محققان دانشگاه بافالو رنگدانه‌ای زیست‌تاب یا فلروسنت به نام BODIPY را یکی از گزینه‌هایی می‌دانند که می‌تواند مشکل انرژی را در آینده حل کند. این ماده دو ویژگی شیمیایی غیرعادی را در خود پنهان کرده‌است که آن را به گزینه‌ای مناسب برای انباشته شدن درون باتری‌های قابل شارژ اکسایش-کاهش تبدیل کرده‌است: ذخیره‌سازی الکترون‌ها و مشارکت در انتقال الکترونی.

این کشف از آن رو از اهمیتی بالا برخوردار است که باتری‌های آینده برای اینکه بتوانند انرژی را به خوبی و در مقیاس کلان ذخیره و انتقال دهند باید این دو قابلیت را به خوبی به اجرا بگذارند و این ماده که در شناسایی پروتئین‌ها نیز کارایی دارد، این دو ویژگی را به خوبی به کار می‌گیرد.

به گفته تیموتی کوک محقق ارشد این پروژه در دانشگاه بافالو، انرژی‌های تجدید‌پذیر کنونی همگی به صورت تناوبی قابل استفاده هستند،‌ از این رو انسان به باتری‌هایی نیاز دارد که بتوانند انرژی مورد نیاز یک خانه معمولی را در خود ذخیره کند.

باتری‌های اکسایشی-کاهشی می‌توانند این نیاز را برطرف سازند زیرا به راحتی می‌توان مخازن آنها را برای ذخیره‌سازی مقادیر بیشتری از انرژی تغییر اندازه داد،‌بدون اینکه هزینه‌های ساخت افزایش قابل توجهی پیدا کند. اگرچه بسیاری معتقدند این باتری‌ها نسبت به باتری‌های یونی لیتیومی کم‌هزینه‌تر و امن‌تر هستند، هوز نتوانسته‌اند جایگاه باتری‌های لیتیومی را در بازار به دست آورند.

محققان برای بررسی توانایی باتری‌های پر شده از BODIPY، رنگدانه PM۵۶۷ از خانواده ماده BODIPY را به محلول تبدیل کردند و ۱۰۰ بار آن را شارژ و خالی از شارژ کردند و مشاهده کردند این محلول می‌تواند الکترون‌ها را در تمامی این دفعات بدون کوچکترین کاهشی ذخیره‌سازی کرده و انتقال دهد. براساس این آزمایش‌ها محققان تخمین زده‌اند که باتری‌های پر شده از این محلول می‌تواند ۲٫۳ ولت برق تولید کند.