صنعت ألمانيا بطاريات من التفاح الفاسد

قد تبدو فكرة استخدام التفاح الفاسد كمصدر للطاقة فكرةً غريبةً للوهلة الأولى، لكن مجموعةً من الباحثين في معهد كارلسروه للتكنولوجيا قررت استخدام هذه المادة لإنتاج بطاريات أيونات الصوديوم منخفضة التكلفة وعالية الأداء. وتُعدّ هذه التقنية التي اقترحها الباحثون الألمان الأكثر مراعاةً للبيئة على الإطلاق.

يمكن استخدام الاختراع كجهاز تخزين طاقة بسيط وبأسعار معقولة، ومع تطور التكنولوجيا، ستتمكن بطاريات أيون الصوديوم المعتمدة على التفاح الفاسد من التنافس مع بطاريات أيون الليثيوم، والتي تستخدم على نطاق واسع اليوم في الأجهزة الإلكترونية المحمولة والمركبات الكهربائية الصغيرة.

يؤدي الفرز الصارم (حسب الحجم واللون والعيوب الخارجية الأخرى) إلى بقاء كمية كبيرة من الثمار غير الصالحة للأكل بعد حصاد التفاح، والتي تُرسل، لكونها منتجات قابلة للتلف، للتخلص منها فورًا تقريبًا. بالمناسبة، تُعتبر مشكلة هدر الفاكهة والخضراوات بعد الحصاد حادة للغاية في أوروبا، حيث تتعفن بعض الفواكه والخضراوات بسرعة كبيرة ولا يمكن استخدامها حتى كعلف للحيوانات. وتقدم الشركات الخاصة الصغيرة حلولًا متنوعة لهذه المشكلة، لكن جهودها غالبًا ما تكون غير كافية.

اقترح الباحثان ستيفانو باسيريني ودانيال بوخولز من معهد كارلسروه استخدامًا غير مألوف ومفيد للتفاح الفاسد. تتكون الفاكهة المجففة من 95% كربون، يُستخرج منه "كربون فائق الكثافة"، وهو قطب كهربائي منخفض التكلفة وعالي الإنتاجية.

تمكن الخبراء من إنشاء قطب موجب يعتمد على "كربون التفاح" يتمتع بسعة محددة تبلغ 230 مللي أمبير/جرام ويحتفظ بخصائصه الأصلية حتى بعد 1000 دورة شحن وتفريغ للبطارية.

وأشار العلماء إلى أن نسبة السعة المفقودة بعد تفريغ البطارية وشحنها (ما يسمى بكفاءة كولومب للأقطاب الكهربائية) تم تحديدها عند مستوى مرتفع إلى حد ما - 99.1%.

خلال العمل، ابتكر العلماء أيضًا كاثودًا لبطارية "التفاح" صديقًا للبيئة وعالي الإنتاجية - حيث أتاح أكسيد متعدد الطبقات الحصول على مادة يمكن مقارنتها بكاثودات أيونات الليثيوم، ولكن مع العديد من الاختلافات - احتفاظ بالشحن بنسبة 90.2٪ بعد أكثر من 500 دورة وعامل كفاءة يزيد عن 99.9٪.

تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بالقدرة على تخزين كمية كبيرة من الطاقة، ولكنها تحتوي أيضًا على مواد تشكل خطورة على الحياة والصحة، مثل الكوبالت، كما أن تكلفة مثل هذه الأجهزة لتخزين الطاقة مرتفعة للغاية.

تعتبر بطاريات أيون الصوديوم أرخص ويتم تصنيعها من مواد بسيطة وبأسعار معقولة، ولكن أداءها لا يقل بأي حال من الأحوال عن بطاريات أيون الليثيوم.

وبحسب البروفيسور باسيريني، فإن بطاريات أيون الصوديوم أقل كفاءة من بطاريات أيون الليثيوم بنحو 20% فقط، ولكن التطور الجديد يعادل عمليا قدرات البطاريات.

اليوم، وعلى الرغم من تكلفتها المنخفضة، فإن بطاريات أيون الصوديوم ليست شائعة جدًا، لكن العلماء واثقون من أن تطويرها، بسبب توفرها وتكلفتها المنخفضة، سيصبح مادة الأنود الأكثر استخدامًا على نطاق واسع.

[ 1 ]