ستعمل البطاريات الجديدة على الفيتامينات

في جامعة تورنتو، طوّر فريق من الكيميائيين نوعًا جديدًا كليًا من البطاريات يعمل بالفيتامينات. باستخدام فطريات معدلة وراثيًا، أنتج العلماء خيوطًا من فيتامين ب2، والتي طوروا منها بطارية عالية السعة.

يمكن مقارنة خصائص البطارية الجديدة ببطاريات الليثيوم أيون المستخدمة حاليًا والتي يبلغ جهدها 2.5 فولت، ولكن بدلًا من الليثيوم المعتاد، الذي يستخدم في هذه البطاريات ككاثود، استخدم العلماء الفلافين من خيوط فيتامين B2.

وفقًا للعلماء، واجهوا صعوبة في إيجاد جزيئات تلبي جميع المتطلبات ويمكن استخدامها في الإلكترونيات الاستهلاكية، لكنهم نجحوا في النهاية. لم يكن من قبيل الصدفة أن يهتم العلماء بالمواد الطبيعية، فقد أشار أحد الباحثين، دوايت سيفروس، إلى أنه إذا أخذت مادة معقدة في البداية، فسيستغرق إنتاج مادة جديدة وقتًا أقل بكثير.

في جامعة هارفارد، أجرى العلماء تجربة مماثلة وأدرجوا فيتامين ب2 في البطارية. أما في تورنتو، فأكدوا أن النموذج الذي طوروه هو الأول من نوعه، ويستخدم جزيئات بوليمرية (سلسلة طويلة) في أحد الأقطاب الكهربائية. ونتيجة لذلك، تخزن هذه البطارية الطاقة بفعالية في البلاستيك، وليس في المعادن، وهو أقل سمية وأسهل معالجة.

بعد دراسة مطولة لمختلف البوليمرات طويلة السلسلة، تمكن الكيميائيون من ابتكار مادة جديدة. ووفقًا لسيفروس، يمكن تشبيه الكيمياء العضوية بلعبة الليغو - حيث تُركّب الأجزاء بترتيب معين، ولكن في بعض الأحيان، يُفترض أن تتلاءم كل الأجزاء على الورق، بينما في الواقع لا تتلاءم الأجزاء. ويمكن ملاحظة العملية نفسها في الكيمياء مع الجزيئات. البوليمرات طويلة السلسلة هي جزيئات متصلة بالسلسلة الرئيسية للجزيئات الطويلة.

وأشار الباحثون أنفسهم إلى أنهم تمكنوا من تجميع "منشئهم" فقط في المحاولة الخامسة، عندما حصلوا بعد الجمع بين جزيئات طويلة السلسلة ووحدتين من الفلافين على مادة كاثود جديدة تلبي جميع متطلبات العلماء.

فيتامين B2 ضروري لتراكم الطاقة في الجسم، كما أنه قادر على الدخول في التفاعلات، وهي الخاصية التي أثارت اهتمام العلماء، حيث تجعل فيتامين B2 خيارًا ممتازًا للاستخدام في البطاريات القابلة لإعادة الشحن.

أوضح سيفروس أن فيتامين ب2 قادر على استقبال ما يصل إلى إلكترونين في آنٍ واحد، ويتميز بمعدل نقل بيانات مرتفع مقارنةً بالبوليمرات الأخرى التي دُرست خصائصها، كما أنه قادر على حمل شحنات متعددة. ويسعى العلماء الآن إلى إيجاد أشكال جديدة من هذه المادة قابلة لإعادة الشحن عدة مرات.

يبلغ حجم النموذج الأولي للبطارية الجديدة حاليًا حجم بطارية جهاز سمع تقليدي، لكن الخبراء يأملون أن تتمكن بطارياتهم الرقيقة والمرنة والأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة من منافسة البطاريات التقليدية المحتوية على المعادن. كما أشار العلماء إلى أن التقنية القائمة على الفلافين ستساعد في تطوير نسخ شفافة من البطاريات مستقبلًا.