Conform Mediafax: Bateria lichidă care se transformă în gel pentru a stoca energie
O echipă de chimiști de la Universitatea Northwestern a dezvoltat un material revoluționar pentru stocarea energiei, care inițial se prezintă sub forma unui lichid gălbui, dar se transformă într-un gel negru la absorbția energiei. Această metamorfoză neobișnuită ajută la blocarea electronilor într-o structură moleculară nouă, permițând stocarea lor pe perioade îndelungate, chiar și luni de zile, dacă recipientul este protejat de aer.
Descoperirea, publicată în revista științifică Chem, este coordonată de chimistul SAMUEL STUPP și echipa sa. Proiectul, la care TYLER JAYNES și LUKA DORDEVic au contribuit semnificativ, se inspiră din funcționarea citoscheletului din celulele vii, acea rețea dinamică de proteine care se formează și se destramă constant. În acest caz, cercetătorii au înlocuit combustibilul biologic natural cu electroni.
Cum funcționează mecanismul de transformare și eliberare a energiei
În starea sa naturală, materialul este compus din molecule aranjate în agregate mici, discrete. Totuși, expunerea la lumină, electricitate, raze X sau combustibili chimici poate activa o porțiune din fiecare moleculă. Ulterior, molecula activată transferă electroni către o secțiune adiacentă. Acest proces încarcă moleculele, determinându-le să se lege unii de altele și să formeze șiruri ordonate. Aceste șiruri se extind, creând structuri lungi, asemănătoare unor panglici subțiri.
Aceste structuri cu proprietăți de reținere a apei conferă amestecului o consistență de gel moale, de culoare neagră. Cercetătorii susțin că electronii sunt ținuți în siguranță în interiorul acestui gel. Se estimează că un singur gram din acest material ar putea alimenta un ceas inteligent timp de câteva luni.
Eliberarea energiei stocate se declanșează prin contactul cu oxigenul. Prezența oxigenului generează specii reactive de oxigen, compuși cu o activitate chimică ridicată, capabili să degradeze contaminanți sau să inițieze alte reacții. După ce își îndeplinește rolul, gelul revine treptat la starea sa lichidă inițială.
Avantajele tehnologiei pe bază de gel față de bateriile convenționale
Acest mecanism de funcționare permite fotocataliza în întuneric: energia solară sau o altă sursă de energie este captată ziua, iar energia stocată este utilizată ulterior pentru a iniția reacții chimice. Cercetătorii au demonstrat că lumina poate crea temporar modele conductoare în gel, modele care rămân active doar pe durata stării de gel. Această caracteristică îl face un candidat ideal pentru dispozitive electronice flexibile și programabile.
Spre deosebire de bateriile tradiționale, care stochează energie constant în circuite fixe, sau de panourile solare care convertesc lumina imediat, noul material își poate modifica forma și gestiona energia pe parcurs. Resetarea sa implică doar expunerea la aer. Tehnologia promite, de asemenea, să reducă dependența de metale și materiale plastice utilizate în electronica actuală, evitând astfel poluarea.
Potențialele aplicații ale acestei tehnologii includ soluții pentru curățarea mediului prin oxidare la cerere, sisteme de sterilizare bazate pe energie chimică și alimentarea componentelor robotice flexibile care necesită cantități mici de energie, utilizate intermitent.
Proiectul se află încă într-o fază incipientă de cercetare, dar potențialul său pentru viitorul stocării energiei este considerabil.
Sursa: Mediafax
