يمكن للبطاريات المصنوعة من النفايات الصناعية تخزين الطاقة المتجددة

تم تحويل منتج النفايات الصناعية إلى مكون للبطاريات التي يمكنها تخزين كميات كبيرة من الشحن بشكل ثابت. يمكن لمثل هذه البطاريات أن تؤدي وظيفة حيوية لشبكات الطاقة من خلال تهدئة قمم وقيعان الطاقة المتجددة.

تقوم بطاريات تدفق الأكسدة والاختزال (RFBs) بتخزين الطاقة في شكل سائلين يُطلق عليهما اسم الأنوليت والكاثوليت في زوج من الخزانات. عندما يتم ضخ هذه السوائل إلى غرفة مركزية، يفصل بينها غشاء رقيق، فإنها تتفاعل كيميائيا وتنتج إلكترونات لتوليد الطاقة. يمكن عكس العملية لإعادة شحن البطارية عن طريق تمرير تيار عبر الغشاء.

هذه البطاريات رخيصة الثمن، لكن لها جوانب سلبية. فهي ضخمة الحجم، وغالبًا ما تكون بحجم حاوية الشحن، وتتطلب صيانة مستمرة بسبب أجزائها المتحركة. كما أنهم يعتمدون على معادن مثل الليثيوم والكوبالت، والتي تعاني من نقص في المعروض.

والآن، اكتشفت إميلي ماهوني – من جامعة نورث وسترن في إيفانستون بولاية إلينوي – وزملاؤها عملية بسيطة يمكنها تحويل منتج نفايات صناعية عديمة الفائدة سابقًا إلى محلول مفيد، والذي من المحتمل أن يحل محل هذه المعادن النادرة.

وتأخذ عمليتهم أكسيد ثلاثي فينيل الفوسفين، الذي يتم تصنيعه في تصنيع المنتجات بما في ذلك أقراص الفيتامينات، وتحوله إلى أكسيد ثلاثي فينيل الفوسفين الحلقي، الذي يتمتع بإمكانية عالية لتخزين الشحنات السالبة. لا تظهر البطارية أي انخفاض في الفعالية حتى بعد 350 دورة شحن واستنزاف.

يقول ماهوني: “إن وجود مادة ذات إمكانات سلبية للغاية يزيد من إمكانات الخلية الإجمالية وبالتالي كفاءة البطارية”. “ومع ذلك، غالبًا ما تقترن الزيادة في الإمكانات بقضايا الاستقرار، لذا فإن وجود مركب يمكن أن يكون مستقرًا وسلبيًا للغاية هو أمر مثير.”

يقول ماهوني إن أجهزة RFBs مصممة لتكون آمنة ولها قدرات كبيرة، بحيث يمكن استخدامها لتخزين الطاقة من توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية، ولكن من غير المرجح أن تحل محل بطاريات أيون الليثيوم في السيارات أو الهواتف الذكية بسبب حجمها الكبير.