قشر بيض الدجاج اكتشاف جديد لتخزين البطاريات.. قابلة لإعادة الشحن أكثر أمانًا واستدامة وفعالية

قد يكون قشر بيض الدجاج هو الحل لتطوير أنظمة تخزين بطاريات قابلة لإعادة الشحن أكثر أمانًا واستدامة وفعالية من حيث التكلفة، وفقًا لبحث جديد.

نجح الأستاذ المشارك في جامعة مردوخ، في أستراليا الدكتور مانيكام ميناكشي سوندارام، من مركز المياه والطاقة والنفايات في معهد هاري بتلر، في أطروحة الدكتوراه في تطوير آلية جديدة مرتبطة بمواد الإلكترود والكهارل، مما يوفر بديلاً للطاقة الباهظة الثمن وغير العملية تقنيات التخزين بين الماضي والحاضر.

قال الدكتور ميناكشي “لقد وجدنا أن قشر بيض الدجاج يمكن استخدامه كأقطاب كهربائية – موصل للكهرباء – في البطاريات.

يحتوي قشر البيض على مستوى عال من كربونات الكالسيوم، وعندما يتم خبزه وسحقه، تتغير تركيباته الكيميائية وتصبح أكثر كفاءة، “القطب الكهربائي وموصل الطاقة”.

وأوضح ” بطاريات الليثيوم أيون الحالية المستخدمة لتخزين الطاقة المتجددة تستخدم عادة الوقود الأحفوري، وإعادة استخدام منتج النفايات الحيوية مثل قشر البيض يمكن أن يضيف قيمة كبيرة لسوق الطاقة المتجددة، كما أنها توفر خيارًا أكثر أمانًا، حيث أن تقنيات بطاريات الليثيوم الحالية عالية التكلفة وربما غير آمنة في حالة حدوث فشل كارثي.”

خطوة مهمة إلى الأمام

ومع استمرار العالم في إعطاء الأولوية لمصادر الطاقة المتجددة، يمثل هذا الإنجاز خطوة مهمة إلى الأمام، مما يوفر الأمل في مستقبل أكثر اخضرارًا واستدامة .

وركزت الدراسة، التي أجراها الدكتور ميناكشي كجزء من أطروحة الدكتوراه العليا مع جامعة فلندرز، على تطوير أقطاب كهربائية مستدامة في تكنولوجيا تخزين الطاقة المائية.

وقال الدكتور ميناكشي: “إن الآثار المترتبة على هذه الدراسة تتجاوز الاكتشاف العلمي”، مضيفا “يتم استخدام بيض الدجاج والمنتجات ذات الصلة بكميات كبيرة في قطاعات تجهيز الأغذية والتصنيع والأسر وصناعة التغذية وحتى في صناعة الأدوية، ولكن قشورها عادة ما يتم إرسالها كنفايات صلبة إلى مكب النفايات.

المركبات الكيميائية النشطة بقشر البيض

وأكد “ومع ذلك، تحتوي أغشية قشر البيض والقشرة على مجموعة من المركبات الكيميائية النشطة التي يمكن استخدامها، وتسمح إمكانية عكس هذا النهج الجديد بتخزين الطاقة واسترجاعها بكفاءة، وتوضح الدراسة أن إلكتروليتات الليثيوم والصوديوم المائية عالية التوصيل مع تركيزات ملح مختلفة لها القدرة على “إمكانية استبدال البطاريات الأولية غير القابلة لإعادة الشحن، يحمل هذا الاكتشاف وعدًا بقدرة طاقة عالية ودورة حياة طويلة والقدرة على تحمل التكاليف في البطاريات المائية.”

ومن خلال دمج إضافات مناسبة مثل بوليمرات الأكسدة والاختزال القابلة للتحلل الحيوي، أو بوريد/كبريتيد التيتانيوم (TiB 2 , TiS 2 )، أو مركبات أكسيد البزموت (Bi 2 O 3 )، يمكن تعديل الأقطاب الكهربائية بشكل أكبر لتحسين أدائها.

معالجة إدارة النفايات

وقال الدكتور ميناكشي: “إن التطبيقات المحتملة لهذا الاختراق هائلة”، “يمكننا الانتقال من الاقتصاد الخطي إلى الاقتصاد الدائري، مما يؤدي إلى تقليل النفايات وإعادة استخدامها وإعادة تدويرها وتحسين التنمية المستدامة ومعالجة إدارة النفايات.”

كما تم توسيع الدراسات المتعلقة بمواد الأقطاب الكهربائية المستدامة لتشمل النفايات الحيوية الأخرى بما في ذلك الشيتوزان المشتق من القشريات، وقشر بذور المانجو، ومارك العنب من مصانع النبيذ.

ومن هذه النفايات الحيوية، تم استخلاص الكربون المخدر بـ N، والذي يُظهر أداءً كهروكيميائيًا ممتازًا.