Cách để tránh pin bị rò rỉ

battery leak

Trong một số trường hợp hiếm hoi, có thể do xả quá mức, hết hạn sử dụng, sử dụng sai cách hoặc các nguyên nhân khác, có thể pin bị rò rỉ. Nhưng có những điều bạn có thể làm để ngăn pin bị rò rỉ. Tìm chúng bên dưới và ghi nhớ chúng để tăng tuổi thọ cho pin của bạn.

Đọc hướng dẫn sử dụng trên thiết bị của bạn

Bạn không thể sử dụng bất kỳ loại pin nào bạn muốn trong bất kỳ thiết bị nào. Đảm bảo đọc hướng dẫn sử dụng của thiết bị, sau đó mua loại pin bạn cần. Sử dụng pin được khuyến cáo sẽ ngăn ngừa các vấn đề với pin và tất nhiên với thiết bị của bạn.

Lắp pin của bạn đúng cách tránh pin bị rò rỉ

Hãy lưu ý rằng bạn đặt các cực + (cộng) và – (trừ) vào thiết bị của mình một cách chính xác. Việc lắp không đúng cách có thể dẫn đến rò rỉ pin. Pin của bạn cũng có thể bắt đầu nóng lên, có thể dẫn đến vỡ hoặc thậm chí là thương tích cá nhân.

Insert batteries

Tắt thiết bị của bạn sau khi sử dụng

Chúng ta thường quên tắt thiết bị của mình khi không sử dụng. Những thiết bị đó sẽ tiếp tục hoạt động … cho đến khi hết pin. Sự phóng điện này, khi nó vẫn ở trong thiết bị được bật, có thể dẫn đến rò rỉ pin về lâu dài.

Tháo pin của bạn nếu bạn không sử dụng thiết bị của mình trong một thời gian

Bạn có chắc chắn sẽ không cần sử dụng thiết bị của mình trong một khoảng thời gian nhất định không? Trong trường hợp đó, tốt hơn là bạn chỉ cần tháo pin của mình. Đặc biệt là trong đồ chơi và các thiết bị tương tự, chúng ta có xu hướng để pin lâu trong ngăn chứa pin, ngay cả khi trẻ không chơi với chúng.

Pin ở trong đồ chơi càng lâu mà không được sử dụng, nó càng có thể phóng điện, nhiều hơn mức bình thường. Tình huống xấu nhất? Nó có thể khiến pin cạn kiệt quá mức, dẫn đến pin bị giãn nở, rò rỉ và có thể phá hủy thiết bị. Cách đơn giản nhất để ngăn điều này xảy ra là tháo pin ra khỏi thiết bị kịp thời.

Remove batteries

Tránh sử dụng hỗn hợp

Bạn có biết rằng bạn nên luôn tránh sử dụng pin cũ cùng với pin mới hơn, mới hơn không? Nếu bạn kết hợp pin đã được xả một phần với pin có nguồn đầy đủ, pin sau có thể xả pin trước đến mức chúng có thể được xả cho đến khi dưới mức bảo mật. Kết quả có thể xảy ra? Có, rò rỉ. Dán nhãn các hộp đựng pin của bạn để giữ chúng tách biệt với nhau.

Giữ chúng an toàn khỏi pin bị rò rỉ

Nếu pin của bạn tiếp xúc với các vật kim loại khác hoặc pin, chúng có thể bị chập. Kết quả? Phóng điện mạnh, chuyển sang ấm và có thể rò rỉ. Đồng thời đảm bảo tránh trầy xước cho pin. Nếu nhãn bị hỏng, khả năng bị đoản mạch cao hơn, nhiệt độ cao hơn, có thể nguy hiểm và rò rỉ.

Bạn sẽ tăng khả năng điều này xảy ra nếu bạn để pin lỏng trong ví hoặc túi xách của mình. Giữ chúng an toàn, trong một thùng chứa thích hợp, và nguy cơ hư hỏng và rò rỉ sẽ thấp hơn nhiều.

Trong bài đăng này, bạn sẽ tìm thấy một số mẹo làm thế nào để ngăn pin bị rò rỉ khi bảo quản pin.

Khởi động chương trình “Bé đổi pin sạch, vì mùa hè xanh” cùng Panasonic

Hà Nội, tháng 6 năm 2017, Panasonic Việt Nam chính thức khởi động chương trình “Bé đổi pin sạch, vì mùa hè xanh” từ ngày 24 tháng 6, tại Panasonic Risupia Việt Nam nhằm nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, khuyến khích sử dụng năng lượng sạch hướng tới một cuộc sống xanh cho các gia đình và các em nhỏ.

Tham gia chương trình, các em có thể mang pin đã qua sử dụng đổi lấy pin kiềm Alkaline mới của Panasonic với hiệu suất vượt trội và độ an toàn tuyệt đối. Bên cạnh đó, các hoạt động khoa học như lớp học thực nghiệm “chế tạo pin khô”, thử nghiệm “pin người” (pin sử dụng năng lượng cơ thể người), v.v… sẽ giúp các bạn nhỏ tìm hiểu về cấu tạo của pin sinh thái hay cách xử lý pin an toàn sau khi sử dụng để nâng cao ý thức môi trường. Ngoài ra, các bạn nhỏ còn có thể khám phá nhiều hoạt động trải nghiệm khác tại Khu vui chơi công nghệ cao miễn phí tại tòa nhà Sunrise, 90 Trần Thái Tông, Cầu Giấy, Hà Nội này. 

Lớp học Chế tạo pin khô thu hút nhiều học sinh tham gia tại Panasonic Risupia Việt Nam

Lớp học Chế tạo pin khô thu hút nhiều học sinh tham gia tại Panasonic Risupia Việt Nam

Sau chương trình đổi pin sinh thái 2016 phối hợp với Tổng cục Môi trường tại 4 tỉnh Yên Bái, Thanh Hóa, Quảng Nam và Hòa Bình, Panasonic đã thu hồi pin cũ và đổi mới 12,500 pin sinh thái không chì, thủy ngân và cadmium giúp người dân ở các tỉnh có cơ hội tiếp cận và sử dụng pin sinh thái trong cuộc sống hàng ngày. Tiếp nối thành công, Panasonic mong muốn mang khái niệm “pin xanh”, “pin sạch” đến với nhiều gia đình và các em nhỏ Việt Nam hơn trong chuỗi hoạt động “Bé đổi pin sạch, vì mùa hè xanh” kéo dài từ tháng 6 đến tháng 8.

Hoạt động đổi pin sinh thái Panasonic 2016

Hoạt động đổi pin sinh thái Panasonic 2016

Ông Yamamoto Masahiro, giám đốc Kế hoạch, Panasonic Việt Nam cho biết: “Chúng tôi cho rằng, đầu tư vào giáo dục là cách đóng góp cho xã hội thiết thực. Nếu ngay từ nhỏ trẻ em đã có ý thức bảo vệ môi trường, quan tâm tới việc sử dụng năng lượng một cách thông minh, bền vững và “eco” thì điều này sẽ đem lại lợi ích to lớn cho xã hội trong tương lai. Song song với những hoạt động trách nhiệm xã hội, chúng tôi không ngừng đẩy mạnh nghiên cứu công nghệ mới nhằm mang lại cho người dân những sản phẩm tiện ích, hiệu quả và tiết kiệm nguồn lực của xã hội.”

Với những nỗ lực bền bỉ và thiết thực xuất phát từ cam kết “Vì một cuộc sống tốt đẹp hơn, một thế giới tươi đẹp hơn”, Panasonic đã 2 lần được Bộ Tài Nguyên và Môi Trường trao tặng Giải thưởng Môi trường Việt Nam vào năm 2011 và 2017”.

Nguồn Panasonic Việt Nam

Cơ thể của bạn là một cục pin lớn

Cơ thể của bạn là một cục pin lớn và các nhà khoa học muốn cung cấp năng lượng cho các thiết bị bằng nó

Battery_300

Trong nhiều năm, các thiết bị điện tử của chúng ta ngày càng nhỏ hơn và nhanh hơn, nhưng xu hướng này không thể tiếp tục cho đến khi chúng ta giải quyết được một trở ngại lớn: pin.

Dina El-Damak, giáo sư kỹ thuật điện tại Đại học Nam California, cho biết pin là nút thắt cổ chai của bất kỳ hệ thống điện tử nào. Một thiết bị chỉ tốt bằng nguồn điện của nó, và việc tìm kiếm nhiều năng lượng hơn và tính toán nhanh hơn đã dẫn đến những tình huống nguy hiểm như vụ nổ Samsung Galaxy 7. Một giải pháp là tạo ra các thiết bị tự cung cấp năng lượng tạo ra điện từ các nguồn như chuyển động và thân nhiệt mà không cần pin bên trong.

TẠI SAO THIẾT BỊ TỰ NGUỒN?

Đối với hầu hết chúng ta, các thiết bị tự cung cấp năng lượng có nghĩa là không bao giờ sạc điện thoại hoặc Fitbit của chúng ta. Nhưng ứng dụng quan trọng mà hầu hết các nhà nghiên cứu để mắt đến là sức khỏe, đặc biệt là các thiết bị y tế cấy ghép như máy điều hòa nhịp tim. El-Damak nói: “Nếu thiết bị sử dụng pin thì việc thay thế pin cần phải phẫu thuật, vì vậy việc cung cấp hoạt động cho thiết bị y tế là một lợi thế rất lớn và thực sự có thể ảnh hưởng đến tính mạng của con người”.

Điều này cũng có thể giúp ích cho việc cấy ghép não, giống như loại mà công ty Neuralink của Elon Musk hy vọng sẽ tạo ra. Hiện tại, hầu hết các bộ phận cấy ghép não có tuổi thọ dưới 5 năm, và bộ cấy ghép có tuổi thọ cao cần phải có pin lâu dài.

THU HOẠCH SỨC MẠNH TỪ NHIỆT CƠ THỂ

Có nhiều cách để thiết bị tự cấp nguồn có thể hoạt động. Một là năng lượng áp điện, được tạo ra khi bạn tạo áp lực lên một số vật liệu nhất định. Một phương pháp khác, phổ biến hơn trong trí tưởng tượng của công chúng, là thu hoạch chuyển động. Nhưng mặc dù chuyển động có vẻ hiển nhiên, nhưng không thực tế nếu có một thiết bị chỉ hoạt động khi bạn đang chuyển động. Vì vậy, đối với nhiều nhà nghiên cứu, nguồn năng lượng tốt nhất là nhiệt cơ thể, hay còn gọi là nhiệt điện.

Nhiệt điện hoạt động bởi vì cơ thể chúng ta hầu như luôn có nhiệt độ khác với không khí bên ngoài. Daryoosh Vashaee, một kỹ sư điện tại Đại học Bang North Carolina, cho biết máy phát nhiệt điện nhận biết sự chênh lệch nhiệt độ và sau đó sử dụng điều đó để tạo ra năng lượng. Năm ngoái, nhóm của ông đã chế tạo một thiết bị nhỏ bé làm được điều đó. Đó là một mấu kim loại có thể được cài vào áo sơ mi hoặc đeo trên băng tay. (Họ đã công bố kết quả trong một bài báo trên tạp chí Năng lượng Ứng dụng.)

Máy phát điện của anh ấy chỉ tạo ra năng lượng trong microwatts, điều này sẽ không bao giờ cung cấp năng lượng cho điện thoại và quá ít đối với hầu hết mọi thiết bị. Dĩ nhiên, có thể tạo ra những chiếc máy gặt hiệu quả thu được nhiều năng lượng, nhưng sau đó chúng sẽ trở thành những thứ to lớn, rườm rà mà không ai muốn mặc, Vashaee cho biết thêm.

ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT THẤP

Vì vậy, có những kỹ sư ở phía bên kia của phương trình đang cố gắng tạo ra các thiết bị điện tử chạy bằng rất ít năng lượng. El-Damak cho biết một trong những vấn đề lớn là pin bị “rò rỉ”. Nếu bạn đặt pin trên giá và không sử dụng, pin sẽ tự mất đi một phần năng lượng được lưu trữ, vì vậy đã có rất nhiều nghiên cứu về cách tránh điều này.

Đại học Bang North Carolina tổ chức một hiệp hội nghiên cứu – & nbsp; Trung tâm Công nghệ và Cảm biến Tích hợp Tự cấp nguồn Nâng cao & nbsp; (ASSIST) – chuyên sản xuất các thiết bị điện tử không tốn pin, tiêu thụ điện năng thấp để chăm sóc sức khỏe. Nhóm nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia và đã tạo mẫu thử nghiệm để theo dõi sức khỏe , Giám đốc ASSIST Veena Misra cho biết. Thiết bị cung cấp nhiệt cho cơ thể này bao gồm một dây đeo cổ tay lớn màu cam và một miếng dán trên ngực. Vòng đeo tay có thể theo dõi các chỉ số như độ ẩm, nhiệt độ và thậm chí cả các hợp chất hữu cơ trong không khí. Miếng dán theo dõi nhịp tim, chuyển động và nhịp thở.

THU HOẠCH ĐIỆN NĂNG THÔNG QUA HÌNH ẢNH

Điện cũng có thể được tạo ra thông qua ma sát: hãy nghĩ về hiện tượng tĩnh điện xảy ra khi bạn cọ xát hai mảnh vải với nhau. Đây được gọi là hiệu ứng ba điện. Một nhóm các nhà khoa học đã sử dụng cả chuyển động và hiệu ứng ba điện để tạo ra thiết bị đeo co giãn, tự cấp nguồn . Chỉ cần chạm tay, nó có thể tạo ra một lượng điện vài watt trên một mét vuông, đủ để bật tạm thời một số đèn nhỏ.

Hiệu ứng ba điện là phổ biến, có nghĩa là bất kỳ vật liệu nào cũng có thể tạo ra hiệu ứng này về mặt kỹ thuật, nhưng một số polyme nhất định có thể làm điều đó tốt nhất. Wang nói: “Sự lựa chọn vật liệu là rất lớn, chẳng hạn như giấy, lụa, sợi, gỗ, bề mặt kim loại, vật liệu hữu cơ. Do đó, có nhiều lựa chọn hơn so với các phương pháp khác, anh ấy nói thêm và nó có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn là sử dụng nhiệt cơ thể.

Tính linh hoạt là một trong những cải tiến quan trọng ở đây. Đồng tác giả nghiên cứu Zhong Lin Wang cho biết: “Khi bạn có tính linh hoạt trong vật liệu, bạn có thể mô phỏng da người cho giao diện máy móc, người đứng đầu nhóm nghiên cứu khoa học nano tại Viện Công nghệ Georgia. Thiết bị đeo co giãn của anh ấy có thể được sử dụng trong cảm biến cơ thể, nhưng cũng có thể dùng bất cứ thứ gì liên quan đến vải. Hãy tưởng tượng có một hệ thống an ninh sử dụng các cảm biến được gắn trong thảm hoặc rèm cửa, anh ấy nói.

A transparent electronic skin for tactile sensing.

HOW LONG UNTIL THESE ARE AVAILABLE?

Cả Wang và Misra tại ASSIST đều làm việc với các đối tác trong ngành để cố gắng đưa công nghệ ra thị trường. Wang nói rằng anh ấy nghĩ rằng sẽ phải mất ba năm trước khi thiết bị của anh ấy có thể được tung ra thị trường.

Cho đến lúc đó, đã có Đồng hồ ma trận , sử dụng nhiệt cơ thể và bắt đầu giao hàng vào tháng 9. Tôi đã gặp những người sáng lập Akram Boukai và Douglas Tham trong một buổi giới thiệu vào cuối năm ngoái. Chiếc đồng hồ màu đen, mặt tròn lớn, nhưng không quá cục mịch và khá đẹp trai. Bản demo trực tiếp rất ấn tượng và Boukai thậm chí còn sử dụng đá từ tủ đông của chúng tôi để bật đồng hồ. (Bởi vì đồng hồ sử dụng nhiệt cơ thể và tận dụng sự khác biệt về nhiệt độ, nó phản ứng với đá lạnh.) Tuy nhiên, khi tôi vận chuyển một mẫu thử nghiệm trước đó để demo, đồng hồ thông minh bị trục trặc và không hoạt động.

Vì vậy, chúng ta sẽ phải gắn bó với bộ sạc của mình trong một thời gian, nhưng giữa da co giãn và thiết bị đeo tay giám sát sinh học, các thiết bị tự cung cấp năng lượng có thể không còn xa như chúng ta nghĩ.

TẠI SAO THIẾT BỊ TỰ NGUỒN?

Đối với hầu hết chúng ta, thiết bị tự cung cấp năng lượng có nghĩa là không bao giờ sạc điện thoại hoặc Fitbit của chúng tôi. Nhưng ứng dụng quan trọng mà hầu hết các nhà nghiên cứu để mắt đến là sức khỏe, đặc biệt là các thiết bị y tế cấy ghép như máy điều hòa nhịp tim. El-Damak nói: “Nếu thiết bị sử dụng pin thì việc thay thế pin cần phải phẫu thuật, vì vậy việc cung cấp các hoạt động cho thiết bị y tế là một lợi thế rất lớn và thực sự có thể ảnh hưởng đến tính mạng của con người”, El-Damak nói.

Điều này cũng có thể hữu ích với việc cấy ghép não, giống như loại & nbsp; Công ty Neuralink của Elon Musk hy vọng sẽ tạo ra . Hiện tại, hầu hết các bộ phận cấy ghép não có tuổi thọ dưới 5 năm và bộ cấy ghép có tuổi thọ cao cần phải có pin lâu dài.

THU HOẠCH SỨC MẠNH TỪ NHIỆT CƠ THỂ

Có nhiều cách để thiết bị tự cấp nguồn có thể hoạt động. Một là năng lượng áp điện, được tạo ra khi bạn tạo áp lực lên một số vật liệu nhất định. Một phương pháp khác, phổ biến hơn trong trí tưởng tượng của công chúng, là thu hoạch chuyển động. Nhưng mặc dù chuyển động có vẻ hiển nhiên, nhưng không thực tế nếu có một thiết bị chỉ hoạt động khi bạn đang chuyển động. Vì vậy, đối với nhiều nhà nghiên cứu, nguồn năng lượng tốt nhất là thân nhiệt hay còn gọi là nhiệt điện.

Vashaee nói: Ưu điểm rõ ràng của nhiệt cơ thể là bạn không cần & nbsp; làm & nbsp; bất cứ thứ gì để tạo ra năng lượng. Nhưng thách thức là bạn chỉ có thể thu hoạch rất ít năng lượng cùng một lúc. Ông nói: “Các thiết bị này về cơ bản chỉ dựa vào chênh lệch nhiệt độ vài độ, đôi khi chỉ là một độ hoặc thấp hơn, vì vậy các thiết bị phải thực sự hiệu quả khi được thiết kế để sử dụng một lượng nhiệt nhỏ để tạo ra năng lượng hữu ích.”

Máy phát điện của anh ấy chỉ tạo ra năng lượng trong microwatts, sẽ không bao giờ cung cấp năng lượng cho điện thoại và quá ít đối với hầu hết mọi thiết bị. Dĩ nhiên, có thể tạo ra những chiếc máy gặt hoạt động hiệu quả, thu được nhiều năng lượng, nhưng sau đó chúng sẽ trở thành những thứ to lớn, rườm rà mà không ai muốn mặc, Vashaee cho biết thêm.

ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT THẤP

Vì vậy, có những kỹ sư ở phía bên kia của phương trình đang cố gắng tạo ra các thiết bị điện tử chạy bằng rất ít năng lượng. El-Damak cho biết một trong những vấn đề lớn là pin bị “rò rỉ”. Nếu bạn đặt pin trên giá và không sử dụng, pin sẽ tự mất đi một phần năng lượng được lưu trữ, vì vậy đã có rất nhiều nghiên cứu về cách tránh điều này.

Đại học Bang North Carolina tổ chức một hiệp hội nghiên cứu – Trung tâm Công nghệ và Cảm biến Tích hợp Tự cấp nguồn Nâng cao (ASSIST) – chuyên sản xuất các thiết bị điện tử không tốn pin, tiêu thụ điện năng thấp để chăm sóc sức khỏe. Nhóm nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia và đã tạo mẫu thử nghiệm để theo dõi sức khỏe , Giám đốc ASSIST Veena Misra cho biết. Thiết bị cung cấp nhiệt cho cơ thể này bao gồm một dây đeo cổ tay lớn màu cam và một miếng dán trên ngực. Vòng đeo tay có thể theo dõi các chỉ số như độ ẩm, nhiệt độ và thậm chí cả các hợp chất hữu cơ trong không khí. Miếng dán theo dõi nhịp tim, chuyển động và nhịp thở.

THU HOẠCH ĐIỆN THÔNG QUA HÌNH ẢNH

Điện cũng có thể được tạo ra thông qua ma sát: hãy nghĩ về hiện tượng tĩnh điện xảy ra khi bạn cọ xát hai mảnh vải với nhau. Đây được gọi là hiệu ứng ba điện. Một nhóm các nhà khoa học đã sử dụng cả chuyển động và hiệu ứng ba điện để tạo ra & nbsp; thiết bị đeo co giãn, tự cấp nguồn . Chỉ cần chạm tay, nó có thể tạo ra một lượng điện vài watt trên một mét vuông, đủ để bật tạm thời một số đèn nhỏ.

Hiệu ứng ba điện là phổ biến, có nghĩa là bất kỳ vật liệu nào cũng có thể tạo ra hiệu ứng này về mặt kỹ thuật, nhưng một số polyme nhất định có thể làm điều đó tốt nhất. Wang nói: “Sự lựa chọn vật liệu là rất lớn, chẳng hạn như giấy, lụa, sợi, gỗ, bề mặt kim loại, vật liệu hữu cơ. Do đó, có nhiều lựa chọn hơn so với các phương pháp khác, anh ấy nói thêm và nó có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn là sử dụng nhiệt cơ thể.

Tính linh hoạt là một trong những cải tiến quan trọng ở đây. Đồng tác giả nghiên cứu Zhong Lin Wang , người đứng đầu nhóm nghiên cứu khoa học nano tại Viện Công nghệ Georgia. Thiết bị đeo co giãn của anh ấy có thể được sử dụng trong cảm biến cơ thể, nhưng cũng có thể dùng bất cứ thứ gì liên quan đến vải. Hãy tưởng tượng có một hệ thống an ninh sử dụng các cảm biến được gắn trong thảm hoặc rèm cửa, anh ấy nói.

A transparent electronic skin for tactile sensing.

BAO LÂU NỮA LÀ CÓ SN?

Cả Wang và Misra tại ASSIST đều làm việc với các đối tác trong ngành để cố gắng đưa công nghệ ra thị trường. Wang nói rằng anh ấy nghĩ rằng sẽ phải mất ba năm để thiết bị của anh ấy được tung ra thị trường.

Cho đến lúc đó, Matrix Watch, sử dụng nhiệt cơ thể và bắt đầu giao hàng vào tháng 9. Tôi đã gặp những người sáng lập Akram Boukai và Douglas Tham trong một buổi giới thiệu vào cuối năm ngoái. Chiếc đồng hồ màu đen, mặt tròn lớn, nhưng không quá cục mịch và khá đẹp trai.

Vì vậy, chúng ta sẽ phải gắn bó với bộ sạc của mình trong một thời gian, nhưng giữa da co giãn và thiết bị đeo tay giám sát sinh học, các thiết bị tự cung cấp năng lượng có thể không còn xa như chúng ta nghĩ.

Sustainable Organic Batteries for Safer, Environmentally Friendly Power Storage

Eco Friendly Battery

Proteins are good for building muscle, but their building blocks also might be helpful for building sustainable organic batteries that could someday be a viable substitute for conventional lithium-ion batteries, without their safety and environmental concerns. By using synthetic polypeptides — which make up proteins —- and other polymers, researchers have taken the first steps toward constructing electrodes for such power sources. The work could also provide a new understanding of electron-transfer mechanisms.

The researchers will present their results today at the American Chemical Society (ACS) Fall 2019 National Meeting & Exposition. ACS, the world’s largest scientific society, is holding the meeting in San Diego through Thursday, August 29, 2019. It features more than 9,500 presentations on a wide range of science topics.

“The trend in the battery field right now is to look at how the electrons are transported within a polymer network,” says Tan Nguyen, a Ph.D. student who helped develop the project. “The beauty of polypeptides is that we can control the chemistry on their side chains in 3D without changing the geometry of the backbone, or the main part of the structure. Then we can systematically examine the effect of changing different aspects of the side chains.”

Current lithium-ion batteries can harm the environment, and because the cost of recycling them is higher than manufacturing them from scratch, they often accumulate in landfills. At the moment, there is no safe way of disposing of them. Developing a protein-based, or organic, battery would change this situation.

“The amide bonds along the peptide backbone are pretty stable — so the durability is there, and we can then trigger when they break down for recycling,” says Karen Wooley, Ph.D., who leads the team at Texas A&M University. She envisions that polypeptides could eventually be used in applications such as flow batteries for storing electrical energy. “The other advantage is that by using this protein-like architecture, we’re building in the kinds of conformations that are found in proteins in nature that already transport electrons efficiently,” Wooley says. “We can also optimize this to control battery performance.”

The researchers built the system using electrodes made of composites of carbon black, constructing polypeptides that contain either viologen or 2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl (TEMPO). They attached viologens to the matrix used for the anode, which is the negative electrode, and used a TEMPO-containing polypeptide for the cathode, which is the positive electrode. The viologens and TEMPO are redox-active molecules. “What we’ve measured so far for the range, the potential window between the two materials, is about 1.5 volts, suitable for low-energy requirement applications, such as biosensors,” Nguyen says.

For potential use in an organic battery, Nguyen has synthesized several polymers that adopt different conformations, such as a random coil, an alpha helix and a beta sheet, to investigate their electrochemical characteristics. With these peptides in hand, Nguyen is now collaborating with Alexandra Danielle Easley, a Ph.D. student in the laboratory of Jodie Lutkenhaus, Ph.D., also at Texas A&M University, to build the battery prototypes. Part of that work will include testing to better understand how the polymers function when they’re organized on a substrate.  

While this early stage research has far to go before organic-based batteries are commercially available, the flexibility and variety of structures that proteins can provide promise wide potential for sustainable energy storage that is safer for the environment.

The researchers acknowledge support and funding from the National Science Foundation, the Welch Foundation and the U.S. Department of Energy.

This research will be presented at a meeting of the American Chemical Society. A press conference on this topic will be held Monday, August 26, at 10:30 a.m. Pacific time in the San Diego Convention Center. Watch live on YouTube.

How to make batteries more sustainable

Recycling, repurposing and reimagining batteries

Batteries can be found everywhere: in our houses, in our cars and vans and even in the tech we wear. More than just being pervasive, battery technology has enabled a huge amount of technological breakthroughs – from the increasing distances electric vehicles can travel between charges, to being able to store renewable electricity for when it’s needed.

These two developments in particular – emission-free electric transport and grid-scale batteries that can power homes, businesses and cities even when energy sources are not generating – could be two key aspects in the transition to a zero carbon energy future. However, questions remain around batteries’ environmental impact.

What’s in our batteries?

The batteries we use every day are typically made from a mix of metals and chemicals such as lead and acid (as found in petrol and diesel-engine cars), or zinc, carbon, nickel and cadmium, which make up some of the batteries found in the home.

Then there’s lithium-ion. The go-to material mix for the rechargeable batteries powering mobile phones, laptops and, more recently, a high proportion of electric vehicles around the world.

The surge in the production of lithium-ion batteries over the last decade has led to an 85% price reduction, which in turn, has encouraged the use of these reliable batteries in electric vehicles and large-scale energy storage solutions. While this is a positive step in the development of rechargeable goods, it raises issues in the handling of spent batteries.

Each year around 600 million batteries are thrown away in the UK alone – even rechargeable batteries have a shelf-life. While recycling allows the safe extraction of raw materials for use in other industries and products, the majority of discarded batteries are left to rot in landfill sites. This can lead to their chemical contents leaking into the ground causing soil and water pollution.

Batteries left in soil

For batteries of any size to play a role in a sustainable future, an overhaul is needed in preventing harmful levels of battery waste. 

The battery problem

Although the number of batteries that are recycled has increased, currently the EU puts the recycling efficiency target for a lithium battery at only 50% of the total weight of the battery.

Connecting positive and negative terminals on a rechargeable lithium mobile battery

Standard recycling methods achieve this by separating and processing the plastics and wiring that make up the bulk of the battery pack, then smelting and extracting the copper, cobalt and nickel found within the cell, releasing carbon dioxide in the process. Crucially, these recycling practices do not typically recover the aluminium, lithium or any of the organic compounds within the battery, meaning that only around 32% of the battery’s materials can be reused. A lack of recycling facilities in the UK means spent batteries have traditionally been exported overseas for treatment, upping emissions even further.

It is not only spent batteries that cause a problem, the creation of them can be harmful too. For example, lithium mining can pose health hazards to miners and damage local communities and their environments.

In one area of Chile, 65% of available water is used in the production of lithium for batteries, meaning water for other uses, such as maintaining crops, must be driven in from somewhere else, impacting farmers greatly. There are also risks around contaminated water leaking into livestock and human water supplies, as well as causing soil damage and air pollution.

As a result, teams across the globe are working to make the production and recycling of batteries more efficient and eco-friendly.

Switching materials

Researchers based at Chalmers University of Technology in Sweden and the National Institute of Energy in Slovenia, are developing an aluminium-ion battery. This type of battery offers a promising alternative to lithium-ion due to the abundance of aluminium in the Earth’s crust and its ability, in principle, to carry charges better than lithium.

Disassembling the battery from an electric vehicle (EV)

The reduction in material and environmental costs that come with using aluminium over lithium might mean batteries made with it could offer more affordable, large-scale storage for renewable installations.

While more research is still needed to reduce the size and control the temperature of aluminium batteries, researchers believe they will soon enter commercial production and eventually could replace their lithium-ion predecessors.

Elsewhere, IBM Research’s Battery Lab is developing a sustainable battery solution made predominantly of materials extracted from seawater, a composition that would avoid the concerns associated with the production of lithium-ion cells.

While the exact combination of materials in not public, Battery Lab claims the new concept has outperformed its lithium-ion counterpart in energy density, efficiency, production costs and charging time. 

Making good of the old

Along with advancements in battery development, new recycling methods are also reducing the environmental impact of batteries.

German company, Duesenfeld, is innovating the recycling of lithium-ion batteries used in electric vehicles through an innovative new process.

Batteries are first discharged and disassembled into their constituent parts. The metals are extracted with a water-based solution, the liquid chemicals evaporated and condensed, and the dry materials crushed and separated, ready for reuse. Importantly, Duesenfeld’s method avoids incineration, reducing the carbon footprint of lithium-ion battery recycling by 40% and enabling over 90% of the batteries’ materials to be salvaged and reused in new batteries.

Fortum, a Finnish energy company, is exploring a similar process, with the potential to recycle more than 80% of battery materials, including cobalt, manganese and nickel.

This year Fortum signed a deal with German chemical company BASF and Russian mining and smelting firm Nornickel to develop a renewable-powered, electric vehicle battery recycling cluster in Finland. The aim is to create a ‘closed-loop’ battery production and recycling system, meaning materials from recycled batteries would be used to make new batteries.

While it is clear there is a long way to go in reducing the environmental impact of battery production and recycling, continued development of both batteries and technology can pave a path for a cleaner, safer, battery-powered, zero carbon future.

Electric vehicle battery pack