استخدام العجلات التالفة في صناعة البطاريات

تستخدم العجلات التالفة في العديد من المجالات بعد إعادة تدويرها فهي تستعمل لصناعة بعض مواد البناء كما تستعمل في صناعة نعال الأحذية. أما اليوم فقد تمكن مجموعة من الباحثون من تحويل هذه الإطارات إلى كربون يمكن إستخدامه في صناعة بطاريات الليثوم التي تستخدم في السيارات الكهربائية. لنتعرف أكثر على هذا الموضوع من خلال المقال التالي:

بطارية الليثيوم هي نوع من البطاريات التي يمكن إعادة شحنها تتألف من قسمين: الكاثود Cathode (القطب السالب) يتكون من عنصر الليثيوم، الأنود Anode (القطب الموجب) يتكون عادةً من الكربون المسامي الغرافيت. وتشمل بطاريات الليثيوم عدة أنواع من البطاريات تعتمد على نوع التفاعل الكيميائي المميز لها، وطريقة آدائها وسعرها ومدى سلامتها.

تمكن فريق الباحثين من إبتكار طريقة لتحويل الإطارات المطاطية التالفة مباشرةً إلى كربون ذو مسمات نانوية. يتم أولاً طحن الإطارات المستعملة إلى قطع ميكروية صغيرة، ثم يتم إحلالها كيميائياً بواسطة حمض الكبريتيك الساخن. ثم يتم تصفية المزيج وغسله وتحويله إلى قالب صلب. إن تسخين هذا القالب بوجود النتروجين ينتج عنه الحصول على كربون أسود ذو مسامية عالية –قطر المسامة أقل من 2 نانومتر. وبفضل ذلك تمكن الباحثون من إستخدام هذا الكربون العالي المسامية في صناعة القطب الموجب الخاص ببطارية مخبرية. و يتمييز القطب الموجب (الأنود) المصنع من هذا الكربون بأن سعتهُ حوالي (390) ميلي أمبير - ساعة لكل غرام ، وبذلك تكون أفضل بقليل من سعة آنود الغرافيت (370) ميلي أمبير- ساعة لكل غرام. حيث تعرف سعة الآنود بانها "عدد الشحنات التي يمكن تخزينها في غرام واحد من الوزن". ويعود الفضل في ذلك إلى البنية المجهرية للكربون المسامي، التي توفر مساحة أكبر من مساحة الغرافيت. 

استطاع الكربون المصنع من الإطارات المطاطية القديمة الحفاظ على نشاطه (سعته) لمئة دورة كاملة من الشحن والتفريغ، ولكن حتى يتمكن من منافسة البطاريات التقليدية فسيكون عليه الحفاظ على نشاطه (سعته) لآلاف من دورات الشحن والتفريغ. وبالإضافة إلى ذلك فإن عليه منافسة بعض البطاريات التي يتم العمل على تطويرها لتدوم لفترات زمنية أطول من خلال إستبدال الغرافيت بسيليكون ذي بنية نانوية وبسعة تصل لـ(4000) ميلي أمبير-ساعة لكل غرام. كما أن الغرافين يعتبر من المنافسين الأقوياء. 

إلى الآن ما يزال الغرافيت هو المادة المفضلة لصناعة آنود البطارات بينما تسعى التقنية الحديثة لتوفير آنود بمواد صديقة للبيئة و تَكْلِفَه منخفضة. ويؤكد فريق البحث عملهم على توفير التقنية لإنتاج بطاريات الليثيوم- إيون لعدة مجالات، مثل السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة والتطبيقات الطبية والعسكرية. يقول أحد المشرفين على المشروع "إن فكرة إستخدام الإطارات التالفة لصناعة بطاريات الليثيوم هي فكرة جذابة ليس فقط من ناحية إعادة إستعمال المواد الكربونية و لكن أيضاً للحد من المخاطر البيئية الناتجة عن هذه الإطارات".