ऑस्ट्रेलिया और चीन के शोधकर्ता दुनिया की पहली सुरक्षित और कुशल गैर विषैले जलीय एल्यूमीनियम रेडिकल बैटरी विकसित करने के लिए काम कर रहे हैं। दक्षिण ऑस्ट्रेलिया में फ्लिंडर्स यूनिवर्सिटी और चीन में झेजियांग यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी की एक टीम ने अमेरिकन केमिकल सोसाइटी के प्रमुख जर्नल, अमेरिकन केमिकल जर्नल में प्रकाशित एक नए लेख में इन नई बैटरियों को विकसित करने के पहले चरण पर रिपोर्ट दी है।
अधिकांश बैटरियों में खतरनाक सामग्रियां होती हैं जो लैंडफिल में पहुंचने या कहीं और फेंके जाने पर पर्यावरण को प्रदूषित कर सकती हैं। सीसा, कैडमियम और पारा जैसे पदार्थ लोगों और जानवरों को जहर देते हैं, मिट्टी और पानी को प्रदूषित करते हैं, और वे लंबे समय तक पर्यावरण में बने रहते हैं।
झेजियांग साइंस-टेक यूनिवर्सिटी के डॉ. काई झांग और फ्लिंडर्स यूनिवर्सिटी के एसोसिएट प्रोफेसर जिया झोंगफान की अनुसंधान प्रयोगशालाओं ने सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले लुईस एसिड इलेक्ट्रोलाइट (अल (ओटीएफ) 3) में स्थिर मुक्त कणों के (इलेक्ट्रोकेमिकल) और बैटरी परीक्षण पर सहयोग किया।
टीम ने पहला एल्युमीनियम-आधारित बैटरी डिज़ाइन विकसित किया, जो प्रति चक्र केवल 0.028% हानि के साथ 1.25V का स्थिर वोल्टेज आउटपुट और 800 चक्रों में 110mAhg-1 की क्षमता प्रदान करने के लिए लौ-मंदक और वायु-स्थिर जल-आधारित इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करता है।
फ्लिंडर्स यूनिवर्सिटी के स्कूल ऑफ साइंस एंड इंजीनियरिंग के प्रोफेसर जिया झोंगफान को उम्मीद है कि भविष्य में पाउच बैटरी विकसित करने के लिए बायोडिग्रेडेबल सामग्रियों का उपयोग किया जाएगा, जिससे उत्पाद सुरक्षित और टिकाऊ बनेंगे।
प्रोफेसर जिया ने कहा कि मल्टीवैलेंट मेटल-आयन बैटरियां, जिनमें Al3+, Zn2+ या Mg2+ शामिल हैं, पृथ्वी की पपड़ी में प्रचुर तत्वों का लाभ उठाती हैं और लिथियम-आयन बैटरी (LIB) की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा घनत्व प्रदान करती हैं।
"विशेष रूप से, एल्युमीनियम-आयन बैटरियों (एआईबी) ने महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है क्योंकि एल्युमीनियम तीसरा सबसे प्रचुर तत्व (8.1%) है, जो एआईबी को संभावित रूप से एक टिकाऊ और कम लागत वाली ऊर्जा भंडारण प्रणाली बनाता है।"
हालाँकि, वर्तमान में AIB के सामने आने वाली मुख्य चुनौतियों में से एक Al3+ आयन कॉम्प्लेक्स की धीमी गति है, जिसके परिणामस्वरूप AIB की कम कैथोड दक्षता होती है। कार्बनिक संयुग्मित पॉलिमर एआईबी के लिए एक उभरता हुआ कैथोड है जो आयन परिवहन समस्या को हल कर सकता है, लेकिन उनकी बैटरी वोल्टेज आउटपुट प्रदर्शन अभी भी खराब है।
स्थिर रेडिकल कार्बनिक इलेक्ट्रोएक्टिव अणुओं का एक वर्ग है जिनका विभिन्न कार्बनिक बैटरी प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। इस तरह के पहले उत्पाद का 2012 में एनईसी द्वारा व्यावसायीकरण किया गया था।
फ्लिंडर्स यूनिवर्सिटी की जिया प्रयोगशाला ने पहले ऑर्गेनिक हाइब्रिड लिथियम-आयन बैटरी, सोडियम-आयन बैटरी और ऑल-ऑर्गेनिक बैटरी के लिए बुनियादी सामग्री विकसित की है। इलेक्ट्रोलाइट्स में उनकी (इलेक्ट्रो) रासायनिक प्रतिक्रियाओं की समझ की कमी के कारण इन कट्टरपंथी सामग्रियों को एआईबी में कभी भी आवेदन नहीं मिला है।