كتبت :حبيبة جمال
طور المهندسون في جامعة RMIT في ملبورن “بطارية بروتون” قابلة لإعادة الشحن لديها القدرة على تخزين طاقة أكبر من بطاريات الليثيوم أيون المتوفرة حاليًا.
يخطط باحثو جامعة RMIT لتطوير نسخة بمقياس ميجاواط من نظام تخزين طاقة بطارية البروتون الحاصل على براءة اختراع ، والذي يستخدم قطب كربون كمخزن للهيدروجين ، إلى جانب خلية وقود قابلة للانعكاس لإنتاج الكهرباء.
قال الفريق إنه أظهر بطارية البروتون كجهاز عمل ، وسوف يتعاون الآن مع مورد مكونات السيارات الدولي ومقره إيطاليا Eldor Corp.
لإنتاج وحدة نموذجية بسعة تخزين تلبي احتياجات مجموعة من التطبيقات المحلية والتجارية بما في ذلك التخزين على نطاق واسع والمركبات الكهربائية.
قال البروفيسور جون أندروز ، الباحث الرئيسي في RMIT ، إن الهدف من التعاون هو “توسيع نطاق النظام من واط إلى كيلو واط ، وفي النهاية إلى مقياس ميجاواط.”
قال أندروز ، من معمل الطاقة الهيدروجينية المستدامة (SHEL) التابع لـ RMIT ، إن التحسينات الأخيرة في التصميم على تقنية بطاريات البروتون تعني أنها أصبحت قادرة على المنافسة كبديل محايد للكربون لتقنية أيونات الليثيوم السائدة.
وقال: “بينما يتحول العالم إلى الطاقة المتجددة المتقطعة لتحقيق صافي انبعاثات صافية من غازات الاحتباس الحراري ، فإن خيارات التخزين الإضافية التي تتسم بالكفاءة والرخيصة والآمنة وذات سلاسل التوريد الآمنة ستكون مطلوبة بشدة”.
“هذا هو المكان الذي يمكن أن يكون فيه لبطارية البروتون هذه ، وهي تقنية عادلة وآمنة للغاية ، قيمة حقيقية ولماذا نحن حريصون على مواصلة تطويرها إلى بديل تجاري قابل للتطبيق.”
تستخدم بطارية بروتون RMIT قطب كربون لتخزين الهيدروجين المنفصل عن الماء ، ثم تعمل كخلية وقود هيدروجين لإنتاج الكهرباء.
أثناء الشحن ، يرتبط الكربون الموجود في القطب بالبروتونات الناتجة عن فصل الماء بمساعدة الإلكترونات من مصدر الطاقة.
عند التفريغ ، يتم إطلاق البروتونات من قطب الكربون وتمر عبر غشاء لتتحد مع الأكسجين من الهواء لتكوين الماء ، وهو تفاعل يولد الطاقة.
على عكس الوقود الأحفوري ، لا يحرق الكربون أو يتسبب في انبعاثات في هذه العملية.
قال أندروز إن بطارية البروتون تتجنب خطوات إهدار الطاقة لتخزين غاز الهيدروجين عند ضغط مرتفع ، ثم تقسيم جزيئات الغاز هذه مرة أخرى في خلايا الوقود.
قال “بطارية البروتون لدينا لديها خسائر أقل بكثير من أنظمة الهيدروجين التقليدية ، مما يجعلها قابلة للمقارنة مباشرة مع بطاريات الليثيوم أيون من حيث كفاءة الطاقة”.
“تتمتع بطاريتنا بكتلة من الطاقة لكل وحدة يمكن مقارنتها بالفعل ببطاريات الليثيوم أيون المتاحة تجاريًا ، في حين أنها أكثر أمانًا وأفضل للكوكب من حيث استخلاص موارد أقل من الأرض.
من المحتمل أيضًا أن تكون بطاريتنا قادرة على الشحن بسرعة كبيرة “.
كما أشار الباحثون إلى المزايا البيئية والاقتصادية لتقنيتها ، قائلين إنها لا تعتمد على الموارد الطبيعية النادرة وتتجنب تحديات نهاية العمر المرتبطة ببعض تقنيات الطاقة المتجددة.
قال الباحثون: “المصدر الرئيسي المستخدم في بطارية البروتون لدينا هو الكربون ، وهو متوفر بكثرة ومتوفر في جميع البلدان ورخيص مقارنة بالموارد اللازمة لأنواع أخرى من البطاريات القابلة لإعادة الشحن مثل الليثيوم والكوبالت والفاناديوم”.
“لا توجد أيضًا تحديات بيئية منتهية الصلاحية مع بطارية بروتون ، حيث يمكن تجديد شباب جميع المكونات والمواد أو إعادة استخدامها أو إعادة تدويرها.”
