اقرأ في هذا المقال
- تفتح البطارية صفحة جديدة في سيناريو تحول الطاقة.
- البطارية مصنوعة من مواد تتحسن خواصها بمرور الوقت.
- تستمر البطارية 6 آلاف دورة.
- الزراعة تنتج نفايات تصل إلى 2.1 مليار طن سنويًا.
- يمكن تحليل 95% من البطارية إلى مواد عضوية.
تفتح أول بطارية مستدامة في العالم صفحةً جديدةً في سيناريو تحول الطاقة الطموح عبر تقديم حلول تخزين كهرباء صديقة للبيئة أكثر موثوقية وأمانًا، وفق متابعات القطاع لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
واعتمدت البطارية الجديدة المطورة بوساطة شركة سوربي فورس (SorbiForce) الأوكرانية، في تصنيعها على 4 مكونات هي الكربون والماء والملح والنفايات الزراعية.
كما اعتمدت بطاريات الامتصاص أعلى 3 عمليات فيزيائية بدلًا من العمليات الكيميائية، لنقل الإلكترونات من الكاثود إلى الأنود عبر طبقة كربون فائقة المسامية توجد في قلب الخلية.
ويُعد كل من الكاثود والأنود من المواد القائمة في تصنيعها على الكربون؛ ما يعني أن البطارية غير قابلة للاشتعال على الإطلاق، بعكس نظيراتها من بطاريات الليثيوم أيون.
ولعل من بين أهم خصائص بطارية "سوربي فورس" الجديدة هي أن المواد الكربونية فائقة المسامية تتحسن خواصها بمرور الزمن، وبناءً عليه يمكن أن يصل العمر التشغيلي للوحدة إلى 30 عامًا.
تحويل النفايات الزراعية
حقّقت شركة سوربي فورس الناشئة ومقرها حاليًا ولاية آريزونا الأميركية إنجازًا مهمًا عبر تحويل النفايات الزراعية إلى نموذج أوّلي من بطارية عضوية خالية تمامًا من المعادن، في مسعى لمكافحة الآثار البيئية السلبية للبطاريات التقليدية.
وبعيدًا عن النفايات الزراعية، تزعم شركة تخزين الكهرباء أن باحثيها لم يستعلموا شيئًا سوى الكربون والمياه والملح لتطوير ما يقولون إنه أول بطارية مستدامة في العالم.
وقال فريق الباحثين الذين يقودهم عالم المواد والرئيس التنفيذي لشركة سوربي فورس، سيرجي كامينسكي، إن ذهنهم قد تفتق عن فكرة البطارية الجديدة بعدما فطنوا إلى حقيقة أن الزراعة تنتج نفايات تصل إلى 2.1 مليار طن سنويًا.
وعلاوة على ذلك سلطت الطرق المحدودة والخطرة غالبًا لإعادة تدوير البطاريات التقليدية، الضوء أكثر على الحاجة الملحة لإيجاد حلول تخزين كهرباء آمنة وأكثر استدامة.
وقال مدير التسويق في سوربي فورس، كيفين دروليت: "مع الطريقة الحالية التي تُصمم بها أنظمة تخزين الكهرباء والبطاريات الحالية؛ فإن لتلك الأنظمة تأثيرات مدمرة حقًا في الكوكب".
تطوير المفهوم
لتصنيع أول بطارية مستدامة في العالم، جمع "كامينسكي" فريقًا من الخبراء في أواخر العقد الأول من الألفية الحالية والذين وصلوا إلى مواقع وظيفية مرموقة في حاضنة الشركات الناشئة التابعة لمركز جامعة أريزونا للابتكار.
وقال دروليت: "لم نتخلَّ أبدًا عن فكرة أن النفايات قيّمة، وأننا قادرون على تحقيق رأسمال من تلك النفايات"، وفق تصريحات رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.
وفي أعقاب سنوات من البحث، طوّر فريق الباحثين بطاريات امتصاص تستعمِل 3 عمليات فيزيائية لنقل الإلكترونات عبر طبقة كربون فائقة المسامية توجد في القلب، ونقلها من الكاثود إلى الأنود.
وقال الباحثون إنه نظرًا إلى أن القطبين -الكاثود والأنود- مصنوعان من الكربون؛ فإن البطارية الجديدة غير قابلة للاشتعال بالمرة، بعكس الحال في بطاريات الليثيوم أيون التي لم يستطِع العلماء حتى الآن وضع حد لحرائقها المستمرة.
وقال مدير التسويق في سوربي فورس، كيفين دروليت: "ما هو مثير حقًا في تقنيتنا هو أن المواد المصنعة من الكربون فائق المسامية تتحسّن مع تقدمها في العمر"، مضيفًا: "العمر الوظيفي للبطارية من الممكن أن يصل إلى 30 عامًا ما دام بمقدورك إضافة مزيد من المياه".
ومع ذلك فإن الشيء الأكثر إدهاشًا هو أنه في نهاية عمر الخلية، يمكن تحليل ما يصل إلى 95% من البطارية إلى مواد عضوية، في حين يمكن إعادة استعمال بقية المكونات في وقت لاحق.
وإضافةً إلى ذلك قال "دروليت" إنه بخلاف بطاريات الليثيوم أيون التي أصبحت غالبًا نفايات بلاستيكية سامة أو حتى تشكل موادّ خطرة على السلامة عند إعادة تدويرها، لا تشكل أول بطارية مستدامة في العالم أي مخاطر تتعلق بالانفجار أو التهريب الحراري أو تسرب المواد السامة؛ وذلك بفضل تركيبها الكيميائي الخالي تمامًا من المعادن، وتصميمها المغلَق.
مشروعات تجريبية
بينما تستعد الشركة الناشئة لتنفيذ مشروعاتها التجريبية الأولية التي تتراوح سعتها بين 60 و150 كيلوواط/ساعة، والمقررة في النصف الثاني من العام الحالي؛ فإنها تسعى حاليًا لجمع تمويلات أولية بقيمة 5 ملايين دولار أمريكي قبل إغلاق الجولة.
ويثق دروليت بأن انخفاض التكاليف وارتفاع الطلب سيساعدان الشركة على التوسع بسرعة، قائلًا: "مقارنةً ببطاريات الليثيوم أيون؛ فإن تكاليفنا الرأسمالية أقل بكثير نظرًا إلى أن الملح ومواد البطارية موجودة بوفرة هنا في الولايات المتحدة"، وفق تصريحات رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.
ومع تجاوز العمر التشغيلي للبطارية الجديدة 6 آلاف دورة والقدرة على تكديس الوحدات، أوضح دروليت أن الانتقال من المشروعات التجريبية إلى التصنيع على نطاق كامل هو مسألة تعلم، مع وجود الطلب بالفعل.
وتابع: "هناك حاجة كبيرة لتطوير تقنيات غير قابلة للاشتعال، وغير متفجرة، ومصنعة في الولايات المتحدة الأميركية"، مضيفًا أن شركته تخطط لطرح أول بطاريات في وقت لاحق من العام الجاري عبر مبيعات أولية.
وأتم دروليت تصريحاته بقوله: "إذا كان بمقدروك أن تبني شيئًا غير قابل للاشتعال؛ فهذا أمر قيّم حقًا، ونستطيع أن نفعل ذلك مع بناء اقتصاد دائري لتخزين الكهرباء".
ويوضح الفيديو التالي شرحًا لمواصفات بطارية "سوربي فورس" الجديدة:
" title="YouTube video player" frameborder="0">
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
المصدر:
){kind=link}