قد يستغرق الأمر بضع سنوات، ولكن سيأتي يوم يمكن فيه لمالكي السيارات التوقف في محطات الوقود ليشحنوا بطاريات سياراتهم بالطاقة الكهربائية في الحال دون تجشم عناء الانتظار.
ثمة ابتكار جديد لبطارية طورها الباحثون في جامعة بوردو في ولاية إنديانا قد تغير من الطريقة التي نزود بها سياراتنا بالطاقة الكهربائية وتسهم في تعزيز أمن الطاقة العالمي.
إنها بطارية سائلة، وهو نوع من البطاريات التي يمكن شحنها وتتألف من مواد كيميائية ذائبة في سوائل مشحونة بشحنات موجبة أو سالبة. وعادة ما يتم فصل هذه السوائل عن طريق غشاء حاجز غالبًا ما يكون مصنوعًا من المعدن.
إلا أن بطارية بوردو الجديدة ليس بها غشاء. وهذه ميزة. فالأغشية تتآكل، ما يحدّ من عمر البطارية ويؤدي في نهاية المطاف إلى وقوع أعطال.
وفي ما يلي كيفية عمل بطارية بوردو – التي تُسمى “بطارية السوائل غير القابلة للامتزاج” (IFbattery). ويعني مصطلح “غير القابلة للامتزاج” أن مكونات البطارية – أي السوائل – لا تمتزج، تمامًا مثلما لا يمتزج الماء والزيت. فالمكونات عبارة عن خليط بسيط من الإيثانول والماء، مع الملح المضاف، والملح هنا يجعل المحاليل المُذابة المستقطبة بشحنات إيجابية وسلبية غير قابلة للامتزاج، ما يخلق حاجزًا طبيعيًا.
قال قائد فريق الباحثين جون كوشمان في جامعة بوردو، “إنها طريقة مختلفة جدًا، فهذه البطارية “بدون غشاء” هي الأولى من نوعها.
ولدى “بطارية السوائل غير القابلة للامتزاج” (IFbattery) الكثير من المميزات. فعلى عكس بطاريات الليثيوم أيون التي تزود بالطاقة كل شيء من الهواتف المحمولة إلى السيارات الكهربائية إلى خزانات شبكات الكهرباء، لا تشكّل بطارية السوائل غير القابلة للامتزاج (IFbattery) أي خطر يتمثل في اندلاع حريق أو انفجار. فهي تتسم بالأمان. كما أن كلفة تصنيعها أرخص بكثير، إذ يتم استخدام مواد متاحة على نطاق واسع. وهي لا تتطلب عملية شحن مثل بطاريات الليثيوم أيون، ولا تسبّب تلوث البيئة بغازات الدفيئة أو النفايات الخطرة. فجميع المكونات قابلة للتحلل الأحيائي.
وهناك ما هو أكثر من ذلك، فهذه البطارية تولّد سعة كهربائية فائقة، ما يعني أنه يمكنها تخزين الكثير من الطاقة. و”هذا يتيح لك الحصول على تيار كهربائي أقوى بكثير، وأعلى بكثير مما تحصل عليه من البطارية العادية”، على حد قول كوشمان. وذلك يجعلها مناسبة للسيارات.
ويضيف، “لن تضطر أبدًا لشحن هذا الشيء”. فالشوارد الكهربائية المستهلكة – والتي يمكن إعادة شحنها – سوف يتم إسقاطها في خزان احتجاز بإحدى المحطات لإعادة معالجتها لاحقا. ثم تقوم بملء خزان سيارتك بالشوارد الكهربائية المشحونة وتذهب إلى حال سبيلك. ويقدّر كوشمان أن خزانا من الشوارد الكهربائية يمكن أن تستهلكه السيارة في رحلة تقطع ما بين 400 إلى 480 كيلومترا، وهي المسافة ذاتها التي تقطعها السيارة الكهربائية تسلا اليوم.
غير أن هذه البطارية لم يتم اختبارها بعد، ولكن إذا سارت الأمور بشكل جيد، فإن المشروع سوف يتوسع خارج المختبر ويجري تطبيقه على الطرق السريعة – ربما في غضون عقد من الزمان. ويسعى الباحثون إلى مشاركة المستثمرين لتحقيق ذلك.
وقال كوشمان، “والآن، هنا انتهى دور العلم في الأساس، وما نحتاجه الآن هو مهندسين.” فالمهندسون الميكانيكيون أو الكيميائيون سيتخذون الخطوات التالية لتطوير سيارات جديدة أو تجهيزات لتحديث السيارات الكهربائية. إن نموذج العمل ربما يستغرق بضع سنوات.
وللحصول على دائرة عمل مستدامة تمامًا، يمكن لمحطات الوقود أن ترسل الشوارد الكهربائية المستهلكة الخاصة بــ “بطارية السوائل غير القابلة للامتزاج” (IFbattery) إلى محطات توليد الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح لإعادة شحنها.
وقال كوشمان “لن تضطر إلى الانتظار لمدة ساعتين حتي تتم عملية الشحن. وهذا هو أجمل ما في الأمر.”
لمعرفة المزيد عن مشروع “بطارية السوائل غير القابلة للامتزاج” (IFbattery)، شاهدوا هذا الفيديو.
