Təmiz enerjidən danışanda adətən müasir litium-ion texnologiyaları ağla gəlir. Lakin yeni tədqiqatlar göstərir ki, 19-cu əsrdə kök salmış bir ideya 21-ci əsr nanotexnologiyası sayəsində yenidən canlanmışdır. UCLA tərəfindən aparılan beynəlxalq bir araşdırma, 125 il əvvəl Tomas Edisonun nikel-dəmir batareya ideyasını müasir materialşünaslıqdan istifadə edərək yenidən formalaşdırmaqla əlamətdar nəticələr əldə etmişdir.
1900-cü ildə ABŞ yollarında elektrik avtomobilləri benzinlə işləyən nəqliyyat vasitələrini üstələyib. Lakin o dövrün qurğuşun-turşulu avtomobil batareyaları bahalı idi və təxminən 50 km məsafə qət edirdi. Edison bu məhdudiyyətləri aradan qaldırmaq üçün nikel-dəmir kimyasına müraciət etdi. Onun məqsədi 160 km məsafə qət edən, uzun ömürlü və təxminən yeddi saat doldurma müddəti təklif edən, o dövrdə sürətli hesab edilən bir batareya hazırlamaq idi. Lakin, erkən elektrik avtomobil batareyaları əhəmiyyətli texniki maneələrlə üzləşdi. Eyni dövrdə daxili yanma mühərriki texnologiyasının sürətli inkişafı elektrik nəqliyyat vasitələrinin geridə qalmasına səbəb oldu. Edisonun nikel-dəmir vizyonu da bu prosesdə rəfə qoyulub. Bu gün professor Riçard Kaner və Dr. Maher El-Kadinin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu Edisonun qaldığı yerdən davam edir. Yeni hazırlanmış nikel-dəmir batareya prototipi saniyələr ərzində doldurula bilər və 12.000-dən çox doldurma-boşalma dövrünə tab gətirə bilər. Bu davamlılıq gündəlik istifadədə 30 ildən çox ömrünə uyğundur.
Tədqiqatçılar bildirirlər ki, texnologiya xüsusilə günəş elektrik stansiyaları tərəfindən istehsal olunan artıq elektrik enerjisini gündüz saxlamaq və gecələr şəbəkəyə vermək üçün uyğun ola bilər. O, həmçinin məlumat mərkəzləri kimi vacib infrastrukturda ehtiyat enerji həlli kimi qəbul edilə bilər. Lakin enerji sıxlığı baxımından sistem hələ litium-ion batareyaları səviyyəsinə çatmayıb. Yeni batareya texnologiyası diametri 5 nanometrdən kiçik olan nikel və dəmir klasterlərinə əsaslanır. Bu miqyaslı klasterlər, 10.000-dən 20.000-ə qədəri insan saçının eninə sığır. Bu olduqca kiçik ölçü elektrod səthinin sahəsini kəskin şəkildə artırır və demək olar ki, hər bir atomun kimyəvi reaksiyada iştirak etməsini mümkün edir.
Ənənəvi nikel-dəmir batareyalarının tam doldurulması təxminən yeddi saat çəksə də, səth sahəsindəki bu kəskin artım yeni prototipin saniyələr ərzində tam doldurulmasına imkan verir. Səth sahəsi artdıqca ionların bağlana biləcəyi aktiv nöqtələrin sayı artır və ionların qət etməli olduğu məsafə azalır. Bu, həm daha sürətli doldurulma, həm də daha sürətli boşalma deməkdir. Texnologiyanın istehsal prosesi qabaqcıl nanotexnologiyaya baxmayaraq nisbətən sadə bir üsula əsaslanır. Tədqiqatçılar mal əti istehsalından əldə edilən zülallardan metal klasterlərinin əmələ gəlməsi üçün şablon kimi istifadə etdilər. Bu zülallar yalnız bir atom qalınlığında ikiölçülü qrafen oksid təbəqələri ilə qarışdırılıb. Qarışıq əvvəlcə suda qızdırıldı, sonra yüksək temperaturda bişirildi. Bu proses zamanı zülallar karbona çevrildi və nikel və dəmir klasterləri quruluşa inteqrasiya edildi. Yaranan material, həcminə görə 99% havadan ibarət qrafen aerogel quruluşuna malikdir. Nazik və məsaməli quruluş, kimyəvi reaksiyalar üçün geniş yer təmin edir və onun performansının əsasını təşkil edir. Tədqiqatçılar artıq istehsal metodunu müxtəlif metallarla sınaqdan keçirməyə başlayıblar. Onlar həmçinin istehsal prosesini daha davamlı və geniş yayılmış etmək üçün mal-qara zülalları əvəzinə daha bol təbii polimerlərdən istifadə imkanlarını araşdırırlar. Alimlər bildirirlər ki, bu texnologiya onilliklər boyu performansını qoruya bilən batareyaların inkişafı üçün yol aça bilər. Bu uzun ömür müddəti bərpa olunan enerji saxlama sistemlərini daha iqtisadi və etibarlı etməyi hədəfləyir.
