تولید باتری‌های سبز برای ذخیره‌سازی انرژی با قابلیت حذف خطر انفجار و اشتعال

گروهی از محققان کشور به دانش فنی تولید باتری‌های گرافنی مبتنی بر نانو به عنوان باتری‌های دوستدار محیط زیست دست یافتند که به گفته آنها این نوع باتری‌ها جایگزین مناسبی برای ذخیره‌سازهای موجود خواهد بود.

کد خبر: ۵۲۶۲۰۸

تاریخ: ۳۰ مهر ۱۴۰۱ - ۱۱:۲۷

روزبه ترکی، مدیر عامل یکی از شرکت‌های استارت‌آپی در گفت‌وگو با ایران اکونومیست، ماده گرافن را یکی از ساختارهای کربنی دانست که به شکل ۶ ضلعی لانه زنبوری است که به دلیل دارا بودن خصوصیت بی‌نظیر به عنوان ماده معجزه‌آسای قرن ۲۱ نامگذاری شده است، گفت: به همین دلیل ما در این شرکت‌ با ایجاد تغییراتی در ساختار این ماده، آن را تبدیل به یکی از مواد کاربردی برای ساخت ذخیره سازهای انرژی کرده‌ایم.

وی با بیان اینکه تمرکز تحقیقاتی این شرکت از ۲۰ سال گذشته، تولید تجهیزات برقی برای پست‌های فشار قوی برق بوده است، اظهار کرد: از ۵ سال گذشته در کنار این فعالیت، بخش جدیدی در حوزه تحقیق و توسعه شرکت در زمینه "باتری" راه‌اندازی کردیم و در این بخش نسبت به سنتز انواع گرافن و مواد گرافنی اقدام کردیم که در نهایت موفق به کسب دانش فنی تولید این مواد شدیم.

ترکی، گام دیگر این طرح را تولید باتری‌های گرافنی دانست و یادآور شد: در حال حاضر نمونه اولیه انواع سایزهای باتری‌های گرافنی را به تولید رساندیم. قسمت منفی و مثبت باتری از گرافن است و از موادی چون لیتیوم، کبالت و نیکل استفاده نکردیم.

مدیر عامل این شرکت، رسانایی الکتریکی و حرارتی زیاد، ساختار منسجم، انعطاف پذیر بودن، مقاومت در برابر مواد شیمیایی و مساحت سطح خیلی زیاد گرافن را از مزایای این ماده برای انواع ذخیره‌سازهای انرژی ذکر کرد و یادآور شد: از این رو این شرکت از این ایده استفاده کرد و به دانش ساخت انواع باتری‌های گرافنی رسیدیم.

وی، "مواد اکتیو کاتدی و آندی تمام کربنی (گرافنی) بدون استفاده از لیتیوم، کبالت و نیکل"، "بهره‌گیری از الکترولیت آبی و حذف خطر انفجار و اشتعال"، "چرخه عمر زیاد بیش از ۱۵۰۰ سیکل"، "عدم نیاز به ابزار و تکنولوژی خاص برای ساخت باتری" و "دوستدار محیط زیست و قابل بازیافت" را از مزایای باتری‌های گرافنی تولید شده در این شرکت نام برد.

مدیر عامل این شرکت، کاهش قیمت را از مهمترین مزایای باتری‌های گرافنی دانست و گفت: سایر فلزات بکار برده شده در باتری‌ها علاوه بر سمی بودن، گران‌قیمت نیز هستند و ما در باتری‌هایی که به تولید رساندیم، از فلزاتی چون کبالت، نیکل و لیتیوم استفاده نکردیم.

وی رسانایی بالا را از دیگر مزایای گرافن نام برد و خاطر نشان کرد: علاوه بر آن در این باتری‌ها از الکترودهای آبی بهره بردیم؛ از این رو باتری‌های تولیدشده خطراتی چون آتش گرفتن و منفجر شدن را در پی ندارند.

ترکی، به بیان ویژگی‌های باتری‌های گرافنی تولید شده پرداخت و گفت: بیشترین سهم فروش باتری در دنیا مربوط به باتری‌های اسیدی و سپس باتری‌های لیتیومی است. علیرغم محبوبیت بالای این باتری‌ها، دارای مشکلات و معایب زیادی هستند که از آن جمله می‌توان به "سمی بودن"، "استفاده از عناصر کمیاب"، "طول عمر کم"، "خطر اشتعال" و "هزینه بالای ساخت و تولید" اشاره کرد.

وی اضافه کرد: این در حالی است که باتری‌های گرافنی دارای مواد اکتیو تمام کربنی هستند و بدون استفاده از فلزات کمیاب و گران قیمت می‌توانند جایگزین خوبی برای باتری‌های فوق باشند، ضمن آنکه باتری گرافنی ساخت این شرکت با هزینه بسیار کم و تکنولوژی بسیار ساده ساخته می‌شود. این باتری دارای الکترولیت آبی ژل بوده که نه تنها سلامت باتری را در جریان و ولتاژهای شارژ بالا تامین می‌کند، بلکه خطر اشتعال را نیز از بین می‌برد.

ترکی ادامه داد: با توجه به ویژگی‌های خاص گرافن، این باتری دارای چرخه عمر بسیار زیادتر از باتری‌های لیتیومی حداقل ۳ برابر بیشتر است و ساختار کاتدی و آندی در تعداد دفعات باتری به حداقل مقدار خود می‌رسد.

مدیرعامل این شرکت افزود: این شرکت همچنین توانایی ساخت باتری‌های گرافنی در حالت‌هایی چون "باتری‌های کیسه‌ای در سایزهای مختلف"، "باتری کاغذی (شامل الکترودهای مثبت و منفی)"، "باتری‌ بدون Current Collector (بدون ورق مس و آلومینیوم به عنوان الکترود)" را دارد.

وی با بیان اینکه در حال حاضر به ساخت نمونه اولیه باتری‌های گرافنی نایل شدیم، گفت: دریافت پروانه فعالیت تحقیق و توسعه و دریافت جواز تاسیس طراحی و ساخت انباره و باتری از دستاوردهای این طرح است، ضمن آنکه این طرح در حال گذراندن گواهینامه نانو مقیاس است.

ترکی، ذخیره انرژی تولیدکننده‌های انرژی پاک خورشیدی و بادی، اتاق‌های باتری برای تامین برق مورد نیاز کابینت‌های باتری‌ ساختمانی، باتری روشنایی خیابان و باتری ماشین به جای باتری‌های اسیدی را از کاربردهای این نوع باتری‌ها دانست.

وی با اشاره به جنبه‌های اقتصادی این طرح، یادآور شد: طبق گزارشات منتشر شده تنها باتری لیتیومی در دنیا در سال ۲۰۲۰ به مقدار ۳۶.۹۰ میلیارد دلار و در سال ۲۰۲۱ حدود ۴۴.۴۹ میلیارد دلار بوده است. پیش‌بینی می‌شود این بازار در سال ۲۰۲۸ به عدد ۱۹۳.۱۳ میلیارد دلار برسد.

ترکی اضافه کرد: در صورتی که تنها ۵ درصد از این بازار مربوط به ایران باشد، تقاضای بازار برای باتری لیتیومی در ایران در سال ۲۰۲۸ به مقدار ۹.۶ میلیارد دلار خواهد رسید. این عدد در حال حاضر حدود ۲۰۰ میلیارد تومان است. در صورتی که بتوان باتری‌های با کیفیت بیشتر، عمر طولانی‌تر، امن تر و با هزینه تولید کمتر به بازار ارائه کرد، حتما مقدار خوبی از این بازار بکر داخلی را می‌توان به دست آورد.