تقنية لصناعة بطاريات يعاد شحنها من أصداف السلطعون

طور باحثون أمريكيون تقنية جديدة لتحويل أصداف سرطان البحر "السلطعون" إلى مادة مسامية غنية بالكربون ذات تطبيقات متنوعة.

وأشار الباحثون في دراسة نشرتها مجلة "إيه سي إس أوميغا" العلمية، إلى نجاحهم في صناعة أقطاب كهربائية من المادة الكربونية الناتجة، لتوظيفها في صناعة بطاريات الصوديوم الأيونية.

وتنافس بطاريات الصوديوم الأيونية بطاريات الليثيوم التي شاع استخدامها في الهواتف الذكية والسيارات الكهربائية ومختلف الأجهزة في الأعوام الأخيرة.

ولكن كمية الليثيوم المتوفرة في العالم محدودة؛ ما دفع الباحثين إلى البحث عن مواد مشابهة بصفاتها الكيميائية.

وفي حين تمتاز أصداف سرطان البحر بمواصفات قابلة للاستخدام في تطبيقات مختلفة، فإن المستهلكين يتخلصون منها؛ ما دفع الباحثين إلى ابتكار التقنية الجديدة لإعادة تدويرها.

ونجح الباحثون سابقًا في إدخال مادة "التشيتين" من الأصداف ضمن عملية صناعة بطاريات الزنك الأيونية القابلة لإعادة التحلل.

ويشبه الصوديوم كيميائيًّا عنصر الليثيوم ولكن ذراته أكبر؛ ما يجعله غير متوافق مع أقطاب بطاريات الليثيوم المصنوعة من "الغرافيت" ولكن دمج الكربون الصلب مع مادة نصف ناقلة معدنية، يُنتج أقطابًا كهربائية قابلة للتطبيق.

وصنع الباحثون الكربون الصلب من أصداف سرطان البحر، من خلال تسخينها إلى درجة تفوق 500 درجة مئوية، ثم أضافوا الكربون الناتج إلى محلول كبريت الحديد، وجففوه لتشكيل الأقطاب الكهربائية.

ونتج عن العملية مادة مسامية مكونة من ألياف، وذات مساحة سطحية كبيرة؛ ما يحسن من توصيلها للكهرباء وناقليتها للأيونات.

وعند اختبار المادة الناتجة في بطارية نموذجية، وجد الفريق أن المادة المركبة أحرزت سعة كهربائية عالية تسمح لها بإعادة الشحن 200 دورة؛ وفقا لموقع "تك إكسبلور".

وأشار الباحثون إلى إمكانية توظيف التقنية في إعادة تدوير أنواع أخرى من النفايات، وتطوير تقنيات مستدامة لصناعة البطاريات.

وفي ظل توجه كثير من دول العالم نحو تخفيض انبعاثات الكربون الناتجة عن احتراق الوقود الأحفوري في المصانع والسيارات، والاستعاضة عنها بالكهرباء النظيفة الناتجة عن الطاقات المتجددة، فإن الحاجة إلى بطاريات لتخزين الكهرباء في تزايد مستمر؛ ما يؤكد أهمية إيجاد تقنيات مستدامة لصناعتها على مجال واسع.