روش نو دانشمندان برای تبدیل ضایعات مواد غذایی به باتری - مجله توسعه دهنده

به گزارش خبرنگار ، به نقل از دیلی ایونت؛ هسته سیب، غلات مصرف شده و پوست گردو چه ویژگی مشترکی دارند؟ آن ها می توانند روزی برای تامین و تغذیه نیروی مرکز داده استفاده شوند. در حالی که دنیا در پی راه های مالی و سازگار با محیط زیست برای تغذیه این دستگاه ها است، دو محقق ویرجینیا تک آنالیز کردند که چگونه ضایعات مواد غذایی و زیست توده های مرتبط با آن را می توان به باتری های قابل شارژ تبدیل کرد.

تحقیقی تازه برای ساخت باتری های شارژی

هایبو هوانگ، سرپرست پروژه در دانشکده علوم و فناوری غذا در کالج کشاورزی و علوم زیستی می گوید: این تحقیق می تواند قطعه ای از پازل حل مسائل انرژی پایدار برای باتری های قابل شارژ باشد. تقاضا برای باتری های قابل استفاده مجدد افزایش یافته و ما باید راهی برای کاهش اثرات زیست محیطی باتری ها پیدا کنیم.

این تحقیق طی سه سال و با سرمایه گذاری 450 هزار دلاری از طرف وزارت کشاورزی ایالات متحده با اولویت پردازش زیستی و مهندسی زیستی انجام می گردد. این یاری هزینه تا آوریل 2023 ادامه دارد. براساس نتایج اولیه، محققان دریافتند که فیبر موجود در ضایعات مواد غذایی کلید توسعه یک ماده کربنی پیشرفته است که می تواند به اسم آند باتری یعنی پایانه منفی آن استفاده گردد.

فنگ لین، استادیار گروه شیمی و محقق اصلی پروژه گفت: رویکرد منحصر به فرد ما در استفاده از مواد کربنی که از ضایعات مواد غذایی بدست می آید، پیشرفت های مهمی را در پردازش ضایعات کشاورزی و فناوری باتری ها به ارمغان می آورد.

این تحقیق، استفاده از ضایعات میوه ها را در سیستم های کشاورزی برای فراوری کربن با ارزش افزوده و در نهایت به کارگیری در دستگاه های ذخیره انرژی پیش می برد. این تیم تحقیقاتی از مواد اولیه قابل تنظیم، فراوان و ارزان برای برطرف احتیاج در زمینه ذخیره انرژی استفاده می نماید. استفاده از مواد کربنی حاصل از ضایعات به اسم میزبان برای آند های فلزی می تواند مقدار استفاده از فلز قلیایی در هر باتری را به مقدار قابل توجهی کاهش دهد.

افزایش قدرت

چندی پیش و در جریان یک بازی بسکتبال این ایده به فکر هوانگ و لین خطور کرد. هوانگ گفت: ما فکر کردیم چرا ضایعات مواد غذایی را به مواد باتری تبدیل نکنیم، زیرا تعداد زیادی ضایعات مواد غذایی در سراسر دنیا وجود دارد. بیشتر این زباله ها دور ریخته شده و سپس به محل دفن زباله ارسال می شوند. ما فقط باید قسمت مربوط به باتری را حل کنیم.

برای ساخت آند های باتری وابستگی زیادی به گرافیت وجود دارد که یک منبع محدود است. محققان ابتدا انواع مختلف ضایعات مواد غذایی را آزمایش کردند تا ببینند آیا می توان از آن ها برای ساخت باتری استفاده کرد یا خیر.

هوانگ می گوید: من به اسم یک مهندس پردازش غذا می توانم ترکیب غذا را تغییر دهم. من می توانم پروتئین ها و لیپید ها را به همراه بعضی از مواد معدنی خارج کنم تا ببینم چگونه بر عملکرد باتری تأثیر می گذارد.

محققان دریافتند هنگامی که بعضی ترکیبات حذف می شوند، ترکیبات ضروری سلولز، همی سلولز و لیگنین پس از عملیات حرارتی می توانند به مقدار کافی برای یک باتری کار نمایند.

بهینه سازی باتری

محققان با استناد به بازخورد آزمایشگاه برای بهینه سازی باتری، مواد زاید تبدیل شده به کربن را آزمایش خواهند کرد. آخرین مرحله تجزیه و تحلیل مالی درمورد امکان پیاده سازی این فناوری برای اطمینان از کاربرد آن، در زمان ورود به بازار است.

استفاده های اولیه پیش بینی شده از این فناوری برای راهکار های ذخیره انرژی ارزان برای مراکز داده یا سایر تأسیسات ذخیره سازی عظیم انرژی است که در آن مقدار باتری عامل مهمی نیست. محققان امیدوارند بتوانند ضایعات مواد غذایی را به کربنی تبدیل نمایند که فاقد ناخالصی های امروزه است.

هوانگ گفت: ما این فرصت را داریم که دو موضوع فوری را در دو صنعت مختلف حل کنیم. در حال حاضر انرژی زیادی برای فراوری و حمل مواد غذایی در زنجیره تامین مواد غذایی صرف می گردد. ما باید ارزش حاصل از ضایعات مواد غذایی را بازیابی کنیم. این یک فرصت عالی است، زیرا فراوری باتری در پی مواد متفاوتی نسبت به کربن سنتی است.

در حالی که ممکن است این تحقیق نتواند مشکل تعویض باتری در کنترل از راه دور تلویزیون را حل نماید، اما تیم محققان سعی دارند تا این فناوری را به استفاده از ضایعات مواد غذایی برای فراوری انرژی مورد احتیاج فعالیت های روزانه نزدیک تر نمایند.