بطارية رخيصة وبيئية يعاد شحنها 8 آلاف مرة.. ثورة في سوق الطاقة المتجددة
تاريخ النشر: 18th, June 2024 GMT
تمكن باحثون سويديون من تطوير بطارية اقتصادية وصديقة للبيئة قادرة على الحفاظ على 80% من أدائها الأولي بعد 8000 دورة شحن، مما قد يُعد ثورة في سوق الطاقة المتجددة، خاصة في البلدان المنخفضة الدخل.
وتوفر هذه التكنولوجيا الجديدة التي تعتمد على مادة الزنك رخيصة الثمن والمتوفرة على نطاق واسع؛ بديلا واعدا ومستداما لبطاريات الليثيوم المعروفة بكلفتها العالية وأضرارها البيئية، وفق الدراسة التي نشرها الباحثون مؤخرا في دورية "إنيرجي آند إنفريونمنتال متيريالز" العلمية.
تهيمن بطاريات الليثيوم حاليا على سوق تخزين الطاقة المتجددة بفضل كفاءتها العالية في التخزين وإمكانية شحنها مئات المرات.
ولئن مهدت هذه التقنية الطريق أمام استخدام أوسع للطاقة المتجددة بعيدا عن الوقود الأحفوري، فإن إنتاجها وإعادة تدويرها لا يخلو من مشاكل بيئية خطيرة، فغالبا ما ترتبط مناجم الليثيوم والكوبالت -وهي العناصر الأساسية في صناعة هذه البطاريات- بتلوث البيئة وظروف العمل غير الآمنة.
كما أن هذا النوع من البطاريات يبقى عرضة لمخاطر الحريق والانفجار، مما يحد من سلامتها، هذا إلى جانب طرق إعادة تدويرها المعقدة والمكلفة مما يجعلها خيارا أقل استدامة على المدى الطويل.
ولذلك فمن الأهمية بمكان إيجاد بدائل قابلة للتطبيق على نطاق واسع وأكثر صداقة للبيئة. وفي هذا الاطار، طوّر فريق من الباحثين السويديين بطارية عالية الكفاءة وصديقة للبيئة ومنخفضة الكلفة تعتمد على مادتي الزنك المتوفرة بكثرة، واللجنين وهو منتج ثانوي لصناعة الورق.
وبحسب بيان نشر على موقع جامعة لينكوبنغ السويدية، تتميز البطارية الجديدة بقدرتها على الحفاظ على الشحن لمدة أسبوع، على عكس بطاريات الزنك الأخرى التي تُفرّغ خلال ساعات قليلة. وتحتفظ البطارية بنسبة 80% من أدائها الأولي بعد 8000 دورة شحن، مقابل 1000 دورة فقط بالنسبة لبطاريات الليثيوم أيون، مما يجعلها رخيصة للغاية.
وحاليا تُستخدم بطاريات الزنك التقليدية على نطاق واسع في التطبيقات غير القابلة لإعادة الشحن. ومع ذلك فإن كلفتها المنخفضة وسلامتها الفائقة تجعلها خيارا واعدا للتطبيقات القابلة لإعادة الشحن. وعلى عكس بطاريات الليثيوم، ليس الحريق أو الانفجار من مخاطر بطاريات الزنك.
لكن عائقا رئيسيا ظل يحول دون استخدام الزنك لتطوير بطاريات قابلة لإعادة الشحن، يتمثل في سرعة تفاعل هذا المعدن مع الماء المستخدم داخل البطارية كوسط يحتوي على أيونات حرة وناقل للكهرباء (يسمى إلكتروليت)، مما يؤدي إلى تكوين غاز الهيدروجين ويجعل الزنك غير قابل للاستخدام.
لذا فإن الباحثين السويديين حلوا مشكل تفاعل الزنك مع الماء باستخدام إلكتروليت خاص يسمى "إلكتروليت الماء في بوليمر الملح"، مما مكّن من تحسين استقرار الزنك داخل البطارية وجعلها قابلة لإعادة الشحن آلاف المرات.
مستقبل واعد لبطارية الزنكيمكن لهذه البطارية المبتكرة -وفق باحثي الدراسة- أن تلعب دورا حاسما في اعتماد الطاقة المتجددة، خاصة في البلدان المنخفضة الدخل التي لديها فرصة تبني التكنولوجيات الخضراء عند تطوير البنية الأساسية للطاقة لديها، وذلك لتجنب أخطاء البلدان المتقدمة التي كثيرا ما تلجأ إلى حلول الطاقة غير المستدامة.
ويؤكد ريفيرانت كريسبين أستاذ الإلكترونيات العضوية في جامعة لينكوبنغ والباحث المشارك في الدراسة؛ أهمية هذه التكنولوجيا بقوله: "عندما يقومون ببناء بنيتهم التحتية عليهم البدء بالتقنيات الخضراء من البداية، وإذا أُدخلت تقنيات غير مستدامة فسوف يستخدمها مليارات الأشخاص، مما يؤدي إلى كارثة مناخية"، كما أورد البيان.
وعلى الرغم من أن هذه البطارية الجديدة صغيرة حاليا، فإنه يمكن بسهولة -بحسب الباحثين- توسيع نطاق هذه التكنولوجيا لتطبيقات أكبر، مثل بطاريات السيارات.
ومن حيث كثافة الطاقة، يتوقع الباحثون أن تكون لهذه البطاريات أداء مماثل لأداء بطاريات الرصاص الحمضية، ولكن دون مكونات سامة، وبعمر افتراضي أطول بكثير، مما يجعلها أكثر صداقة للبيئة.
ويمكن لهذا الابتكار أن يكون بمثابة استجابة للتحديات العديدة التي تفرضها تقنيات تخزين الطاقة الحالية. ومن خلال تقديم حلول ميسورة التكلفة وآمنة وصديقة للبيئة، يمهد الباحثون الطريق لمزيد من الاعتماد على الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم.
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حريات طاقة بطاریات اللیثیوم الطاقة المتجددة
إقرأ أيضاً:
6.7 مليار جنيه استثمارات عامة بخطة 2025/2024 لربط 4 مشروعات طاقة متجددة بالشبكة القومية للكهرباء
قالت الدكتورة رانيا المشاط، وزيرة التخطيط والتنمية الاقتصادية والتعاون الدولي، إن 4 مشروعات من المشروعات المدرجة ضمن محور الطاقة ببرنامج «نُوفّي» سيتم ربطها بالشبكة القومية للكهرباء خلال الصيف المقبل في إطار جهود الدولة لتعزيز استقرار الشبكة وزيادة قدرات الطاقة الكهربائية النظيفة.
وذكر تقرير المتابعة رقم ٢ لبرنامج «نُوَفِّي»، الذي أطلقته وزارة التخطيط والتنمية الاقتصادية والتعاون الدولي،
أمس الخميس، بحضور رئيس الوزراء الدكتور مصطفى مدبولي، أنه في إطار التكامل بين الاستثمارات العامة والشراكات الدولية، فقد تم تدبير استثمارات من خطة التنمية الاقتصادية والاجتماعية للعام المالي الجاري بقيمة 6.7 مليار جنيه، لمشروع المرحلة الأولى العاجلة لتدعيم الشبكة القومية للكهرباء لاستيعاب القدرات المتوقع دخولها من الطاقات المتجددة بحلول صيف 2025.
وأشار التقرير إلى أنه من المقرر ربط مشروعات المرحلة الأولى العاجلة بالشبكة القومية للكهرباء (المستهدف دخولها قبل حلول صيف 2025) بإجمالي قدرات 3700 ميجاوات طاقة شمسية، بالإضافة إلى قدرات تخزينية من خلال البطاريات بإجمالي سعة 2840 ميجاوات ساعة، وتأتي أهمية هذا المشروع في تدعيم الشبكة الموحدة لاستيعاب القدرات المتوقع دخولها من الطاقات المتجددة وبما يساهم في حل أزمة انقطاع الكهرباء وتأمين احتياجات البلاد من الطاقة الكهربائية.
ومن المقرر أن يتم ربط مشروع محطة إيميا بقدرة 1000 ميجاوات بجنوب شرق بنبان، ومشروع محطة سكاتك بقدرة 1000 ميجاوات بنجع حمادي، ومشروع محطة مصدر بقدرة 900 ميجاوات بالواحات بتكلفة قدرها، ومحطة محولات العاشر 500 كيلو فولت بمحافظة الشرقية.
وكشف تقرير المتابعة الثاني للمنصة الوطنية لبرنامج «نُوَفِّي»، عن تطورات تنفيذ مشروعات محور الطاقة ضمن البرنامج،
وأكدت الدكتورة رانيا المشاط، أن مشروعات الطاقة ضمن برنامج «نُوَفِّي»، تأتي في ضوء توجيهات القيادة السياسة بالتوسع في مشروعات التحول الأخضر، ودعم قطاع الكهرباء والطاقة المتجددة، وتحقيق طفرة نوعية في هذا القطاع الحيوي، من أجل تنفيذ الاستراتيجية الوطنية للطاقة المتكاملة والمستدامة التي تهدف إلى تعظيم مشاركة الطاقة المتجددة في مزيج الطاقة لتصل إلى 42% عام 2030 و 60% بحلول عام 2040، وذلك بالشراكة والتعاون مع القطاع الخاص، موضحة أن الاهتمام بقطاع الطاقة ينعكس بشكل كبير على جهود تحقيق التنمية الاقتصادية وزيادة الاستثمارات في مختلف المجالات.
وأشار التقرير إلى التقدم في تنفيذ مشروعات محور الطاقة ضمن برنامج «نُوَفِّي»، الذي يهدف إلى إضافة 10 جيجاوات من قدرات الطاقة المتجددة، باستثمارات نحو 10 مليارات دولار، والتخلص التدريجي من 5 جيجاوات من توليد الطاقة بالوقود الأحفوري بحلول عام 2028، مع تعزيز وتطوير البنية التحتية للشبكة، ودعم استثمارات الشبكة القومية، وذلك بهدف دعم الاستراتيجية الوطنية.
وأوضح التقرير أنه من خلال الجهود المُشتركة بين وزارة التخطيط والتنمية الاقتصادية والتعاون الدولي، والبنك الأوروبي لإعادة الإعمار والتنمية، الذي يعد شريك التنمية الرئيسي بمحور الطاقة، إلى جانب وزارة الكهرباء والطاقة المتجددة، والجهات الوطنية المعنية، فقد فإنه حتى نهاية العام الماضي تم التوقيع على اتفاقيات شراء الطاقة بين الشركة المصرية لنقل الكهرباء بسعة 4، 2 جيجا وات وشركات القطاع الخاص (مثل اكوا باور السعودية ACWA POWER، مصدر وانفينتي، سكاتك النرويجية SCATEC، إيميا باور التابعة لشركة النويس الاماراتية AMEA POWER، اوراسكوم، حسن علام للمرافق HAU).
كما نجحت الجهود المبذولة في إتاحة تمويلات ميسرة للقطاع الخاص بقيمة 4 مليار دولار من شركاء التنمية مثل البنك الأوروبي لإعادة الإعمار والتنمية EBRD، ومؤسسة التمويل الدولية IFC، وبنك التنمية الأفريقي AFDB، ومؤسسة التمويل البريطانية BII، وصندوق أوبك للتنمية الدولية OPEC FUND، وبنك اليابان للتعاون الدولي JIBC، والوكالة اليابانية للتعاون الدولي JICA، وصندوق المناخ الأخضر GCF، ومؤسسة DEG التابعة لبنك التعمير الألماني، وغيرهم من الشركاء.
كما تم إيقاف تشغيل محطات حرارية بقدرات تصل إلى 1200ميجاوات من أصل 5000 ميجاوات مستهدفة ضمن البرنامج، إلى جانب توفير التمويلات اللازمة للإغلاق المالي لعدد 7 مشروعات طاقة متجددة (رياح / شمسي).
برعاية منصور بن زايد.. ختام ناجح للبطولة الرمضانية لجمال الخيل العربية