نجح الباحثون في جامعة مردوخ Murdoch University بأستراليا في تطوير أنظمة تخزين البطاريات القابلة لإعادة الشحن باستخدام عنصر غير متوقع: قشر بيض الدجاج.
الدكتور مانيكام ميناكشي، من مركز المياه والطاقة والنفايات في معهد هاري بتلر، نجح في ابتكار آلية جديدة تتعلق بمواد الأقطاب الكهربائية والإلكتروليتات التي توفر بديلاً قابلاً للتطبيق للطاقة المكلفة وغير العملية
قال ميناكشي: “لقد وجدنا أن قشر بيض الدجاج يمكن استخدامه كأقطاب كهربائية – موصل للكهرباء – في البطاريات”.
يمكن إعادة استخدام قشر بيض الدجاج، الغني بكربونات الكالسيوم، كأقطاب كهربائية فعالة بمجرد خبزه وسحقه، مما يعرض إمكانات واعدة في تشغيل البطاريات.
يعالج هذا الاكتشاف المخاوف المحيطة بتكلفة وسلامة بطاريات الليثيوم أيون الحالية المستخدمة في تخزين الطاقة المتجددة.
وأضاف ميناكشي في بيان: “بطاريات الليثيوم أيون الحالية المستخدمة لتخزين الطاقة المتجددة تستخدم عادة الوقود الأحفوري. وإعادة استخدام منتج النفايات الحيوية مثل قشر البيض يمكن أن يضيف قيمة كبيرة لسوق الطاقة المتجددة”.
“إنها توفر أيضًا خيارًا أكثر أمانًا، حيث أن تقنيات بطاريات الليثيوم الحالية عالية التكلفة وربما غير آمنة في حالة حدوث فشل كارثي”.
الاستخدام المبتكر لقشر البيض لا يمكن أن يضيف قيمة إلى قطاع الطاقة المتجددة فحسب، بل يوفر أيضًا خيارًا أكثر أمانًا. ويأتي هذا الإنجاز في وقت حرج مع تكثيف التحول العالمي نحو الطاقة المتجددة.
ركزت دراسة ميناكشي، بالشراكة مع جامعة فلندرز، على تطوير أقطاب كهربائية مستدامة ضمن تكنولوجيا تخزين الطاقة المائية. وإلى جانب آثارها العلمية، فإن لهذه النتيجة فوائد بيئية بعيدة المدى.
قشر البيض، الذي يتم التخلص منه عادة كنفايات صلبة، يحمل إمكانات غير مستغلة بسبب تركيبته الكيميائية الغنية. ومن خلال تسخير هذا المورد، يوضح الباحثون جدوى تخزين الطاقة واسترجاعها بكفاءة.
تشير الدراسة إلى أن إلكتروليتات الليثيوم والصوديوم المائية عالية التوصيل قد تحل محل البطاريات الأولية غير القابلة لإعادة الشحن، مما يوفر سعة طاقة عالية وعمر دورة ممتدًا وفعالية من حيث التكلفة في البطاريات المائية.
التطورات الإضافية في هذا المجال تتضن دمج إضافات مثل بوليمرات الأكسدة والاختزال القابلة للتحلل، أو بوريد/كبريتيد التيتانيوم (TiB2، TiS2)، أو مركبات أكسيد البزموت (Bi2O3) لتعزيز أداء القطب الكهربائي.
وتمتد تطبيقات هذا الاختراق إلى نطاق واسع، مما قد يؤدي إلى إحداث ثورة في ممارسات إدارة النفايات وتعزيز التنمية المستدامة، وفقًا للفريق.
لا يشير هذا البحث إلى التحول نحو الاقتصادات الدائرية فحسب، بل يسلط الضوء أيضًا على إمكانية تحقيق مكاسب بيئية كبيرة من خلال تقليل مواد النفايات وإعادة استخدامها وإعادة تدويرها.
بالإضافة إلى ذلك، فإن استكشاف الدراسة لمواد القطب الكهربائي المستدامة من مختلف النفايات الحيوية، مثل الشيتوزان، وقشر بذور المانجو، ومارك العنب، يؤكد بشكل أكبر على تنوع هذا البحث وتأثيره المحتمل.
يُظهر الكربون المخدر N المشتق من هذه المصادر أداءً كهروكيميائيًا استثنائيًا، مما يفتح آفاقًا جديدة لحلول الطاقة المستدامة.
via: TechXplore
