البطاريات المصنوعة من نفايات المأكولات البحرية جيدة مثل الليثيوم

إذا كنت تتطلع إلى Hyundai Ioniq 5 أو شيء مشابه ولكنك وجدت أن المركبات الكهربائية لا تزال باهظة الثمن، فأنت لست وحدك. 

عدد قليل جدًا من السيارات الجديدة مؤهلة حاليًا لنظام الائتمان الضريبي الأمريكي المعدل، ومع استمرار ارتفاع سعر الليثيوم، فمن غير المرجح أن ينخفض متوسط سعر السيارة الجديدة كثيرًا.

ولكن ماذا لو كانت هناك طريقة أفضل لبناء البطاريات، تلك التي لن تكون صديقة للبيئة فحسب، بل ستوفر أيضًا أداءً محسنًا بتكلفة أقل دون المساس بالمواد الدفونة في قشرة الأرض؟ 

وماذا لو قلنا لك أن الحل هو سرطان البحر؟ 

اسمح لنا أن نشرح.

في ورقة بحثية نشرتها المجلة العلمية Matter ، تمت ملاحظة عدد من المشكلات المتعلقة ببطاريات الليثيوم أيون التقليدية، ولكن أولًا ، نحتاج إلى شرح الهيكل الأساسي للبطارية النموذجية. 

في أبسط أشكالها، تتكون البطارية من أنود وكاثود وطبقة إلكتروليت تربط الاثنين. 

هذا هو الكيمياء 101. 

عندما تقوم البطارية بتزويد الطاقة، أو التفريغ، يحدث تفاعل أكسدة: يتم إطلاق الأيونات المشحونة من الطرف السالب للبطارية (الأنود). 

تتدفق هذه الأيونات عبر الإلكتروليت إلى الكاثود (الطرف الموجب). 

لسوء الحظ، هذا المنحل بالكهرباء لا يتحلل بيولوجيًا في العادة.

يقول Liangbing Hu ، مدير مركز ابتكار المواد بجامعة ميريلاند : "يتم إنتاج واستهلاك كميات هائلة من البطاريات، مما يزيد من احتمال حدوث مشاكل بيئية. على سبيل المثال، فواصل البولي بروبلين والبولي كربونات، والتي تستخدم على نطاق واسع في بطاريات أيونات الليثيوم، تستغرق مئات أو آلاف السنين لتتحلل وتزيد من العبء البيئي".

لا تستغرق هذه الإلكتروليتات عمرًا لتتحلل فحسب، ولكنها غالبًا ما تكون خطرة. 

تستخدم العديد من البطاريات مواد كيميائية أكالة أو قابلة للاشتعال، لكن العلماء الذين يعملون في هذه الدراسة الجديدة وجدوا بديلاً. 

الشيتوزان مادة بيولوجية مشتقة من الكيتين. 

يلاحظ المؤلف أن "المصدر الأكثر وفرة للكيتوزان هو الهياكل الخارجية للقشريات"، بما في ذلك سرطان البحر والروبيان والكركند، مما يعني أنه يمكن الحصول على المواد من مخلفات المأكولات البحرية.

يمكن استخدام هذا الشيتوزان كطبقة إلكتروليت، وبعد أن يؤدي الغرض منها، يمكن أن يتحلل بالكامل تقريبًا بواسطة الميكروبات في غضون خمسة أشهر، تاركًا معدن البطارية فقط. 

وبدلاً من الليثيوم أو الرصاص، يمكن أن يكون المعدن عبارة عن زنك، وهو قابل لإعادة التدوير بدرجة كبيرة وأكثر وفرة في قشرة الأرض من الليثيوم.

وأضاف العالم: "بشكل عام، بطاريات الزنك المتطورة أرخص ثمناً وأكثر أماناً".

هذا يعتني بالجوانب البيئية والتكلفة، ولكن هذه البطاريات الصديقة للبيئة أفضل بطريقة أخرى أيضًا. 

وجدت تجارب مختلفة أن النموذج الأولي للبطارية التي تم تطويرها كجزء من الدراسة لها معدل كفاءة في استخدام الطاقة بنسبة 99.7٪ بعد 1000 دورة للبطارية، وهو أفضل بكثير من كفاءة 70-75٪ الرائعة بالفعل لبطارية الزنك النموذجية والمطابقة أساسًا لكفاءة الليثيوم.