شهر سخت افزار/ تصور کنید چیزی به سادگی یک تکه کاغذ بتواند انرژی ذخیره کند؛ این نوآوری نه‌تنها صنعت باتری‌ها را متحول می‌کند، بلکه آینده سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی را نیز تحت تأثیر قرار خواهد داد. باتری‌های کاغذی که توسط استارت‌آپ Flint در سنگاپور توسعه یافته‌اند، به عنوان جایگزینی برای باتری‌های لیتیوم-یونی مطرح شده‌اند و توانسته‌اند جوایز معتبری همچون «بهترین نوآوری پایدار در CES» را از آن خود کنند. این مقاله به بررسی آینده باتری‌های کاغذی و نقش آن‌ها در سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی می‌پردازد.

باتری‌های کاغذی: جایگزینی ارزان‌تر، ایمن‌تر و دوستدار محیط زیست
بنابر گزارش ECO News این باتری‌های نوآورانه که از مواد زیست‌تجزیه‌پذیر و غیرسمی ساخته شده‌اند، جایگزینی پایدار و سازگار با محیط‌زیست برای دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی محسوب می‌شوند. از آنجا که سبک و انعطاف‌پذیر هستند، می‌توان آن‌ها را بدون ایجاد آلودگی زیست‌محیطی دفع کرد. علاوه بر این، هزینه تولید آن‌ها پایین‌تر بوده و برخلاف باتری‌های سنتی، به عناصر کمیاب و استخراج معدن وابسته نیستند، که این امر باعث شده است گزینه‌ای جذاب برای کاربردهای گسترده صنعتی و مصرفی باشند.

با افزایش نگرانی‌ها در مورد زباله‌های الکترونیکی و کاهش منابع طبیعی، باتری‌های کاغذی می‌توانند تحولی عظیم در صنایعی نظیر الکترونیک مصرفی، تجهیزات پزشکی و حتی ذخیره‌سازی صنعتی انرژی ایجاد کنند. نتیجه این پیشرفت، کاهش بی‌سابقه ردپای زیست‌محیطی به همراه بهبود عملکرد سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر خواهد بود.

ساختار پیشرفته باتری‌های کاغذی فلینت
بر اساس گزارش مجله Inc، یکی از مهمترین ویژگی‌های باتری‌های کاغذی فلینت این است که از سلولز که در طبیعت به وفور یافت می‌شود، ساخته شده‌اند. این باتری‌های مبتنی بر مواد گیاهی، نسبت به نمونه‌های لیتیوم-یونی ایمن‌تر و کم‌خطرتر هستند.

سلولز موجود در باتری‌های کاغذی به عنوان یک محلول الکترولیتی عمل می‌کند که وظیفه انتقال یون‌ها بین آند و کاتد را بر عهده دارد. این ساختار در واقع نسخه‌ای تکامل‌یافته از باتری‌های لیتیوم-یونی است، با این تفاوت که کاملاً سازگار با محیط‌زیست است.

چرا شرکت‌های بزرگ به این فناوری توجه نشان داده‌اند؟
باتری‌های کاغذی فلینت، توجه بیش از ۲۰ شرکت فعال در حوزه‌های تأمین انرژی، صنایع فضایی، مهندسی برق و الکترونیک مصرفی را به خود جلب کرده‌اند. اما چه چیزی باعث شده که این فناوری تا این حد مورد استقبال قرار گیرد؟

پایداری زیست‌محیطی
در حالی که تولید باتری‌های لیتیومی نیازمند استخراج منابع معدنی و تخریب اکوسیستم‌های طبیعی است، باتری‌های کاغذی با حذف این فرآیند، دوستدار محیط زیست بوده و مواد اولیه آن‌ها در حجم بالا در دسترس هستند.

ایمنی بالا
این باتری‌ها در شرایط فشار شدید ممکن است بسوزند، اما برخلاف باتری‌های لیتیوم-یونی، خودبه‌خود دچار احتراق نمی‌شوند. حتی سوراخ شدن، خم شدن یا ضربه خوردن نیز عملکرد آن‌ها را تحت تأثیر قرار نمی‌دهد. این ویژگی، یکی از مهم‌ترین مشکلات ایمنی باتری‌های لیتیومی را برطرف کرده است.

مقرون‌به‌صرفه بودن
بر اساس برآوردهای مبتنی بر هوش مصنوعی، هزینه تولید باتری‌های کاغذی می‌تواند به کمتر از ۵۰ دلار به ازای هر کیلووات ساعت کاهش یابد، در حالی که این مقدار برای باتری‌های لیتیوم-یونی حدود ۱۱۵ دلار است. این صرفه‌جویی تأثیر قابل‌توجهی در توسعه زیرساخت‌های ذخیره‌سازی انرژی خواهد داشت.

انعطاف‌پذیری بالا
طراحی سبک و انعطاف‌پذیر این باتری‌ها، امکان استفاده از آن‌ها را در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها، از وسایل الکترونیکی کوچک گرفته تا وسایل نقلیه الکتریکی و حتی هواپیماها فراهم می‌کند.

 باتری های Flint می‌توانند پس از استفاده، به شکل کود ارگانیک استفاده شوند

باتری‌هایی که در ۶ هفته ناپدید می‌شوند؛ یک تغییر بنیادین
یکی از ویژگی‌های تحول‌آفرین این باتری‌ها، زیست‌تجزیه‌پذیری کامل آن‌ها در مدت ۶ هفته است. برخلاف باتری‌های سنتی که مواد سمی و گازهای CO₂ تولید می‌کنند، این فناوری جدید بدون ایجاد آلودگی زیست‌محیطی، در طبیعت تجزیه می‌شود.

طبق گزارش CNET، این باتری‌ها می‌توانند در اندازه‌هایی کوچکتر از باتری‌های سکه‌ای تولید شوند و حتی در بند ساعت‌های هوشمند جاسازی شوند، که نشان از انعطاف‌پذیری بالا و تطبیق‌پذیری فوق‌العاده آن‌ها دارد.

اگرچه در حال حاضر تمرکز شرکت Flint روی باتری‌های کوچک برای لوازم الکترونیکی مصرفی است، اما ظرفیت گسترش این فناوری حیرت‌انگیز خواهد بود. این شرکت قصد دارد باتری‌های کاغذی را در گوشی‌های هوشمند، درب‌های خودروهای الکتریکی و حتی بال‌های هواپیما به کار گیرد. ساختار لایه‌ای منحصربه‌فرد این باتری‌ها، نویدبخش آینده‌ای نوین در صنعت ذخیره‌سازی انرژی است.

در همین راستا، Flint موفق به جذب ۲ میلیون دلار سرمایه برای راه‌اندازی یک مرکز آزمایشی تولید در سنگاپور شده است. این اقدام نشان‌دهنده تمرکز بر تولید غیرمتمرکز و کاهش وابستگی بازار به تولیدکنندگان خاص است.