صبغة حناء داخل ساعتك.. محاولات علمية للوصول إلى البطارية المستدامة

البطارية المستخدمة في هاتفك المحمول أو ساعتك أو سيارتك أو في أي جهاز كهربائي آخر يعمل بالبطاريات تهدد موارد الأرض من الثروة المعدنية، حيث يتطلب تكوينها مجموعة من المعادن التي يتزايد عليها الطلب بشكل يضغط على الموارد الطبيعية التي يستهلكها البشر إلى حد الاستنزاف.\nالليثيوم من المكونات الرئيسية في البطاريات لكن استخراجه يتطلب كميات كبيرة من الطاقة والمياه، ونقله إلى مسافات بعيدة من أجل تكريره، يليه في الأهمية الجرافيت المُستخلص من الوقود الأحفوري، والذي يعود إنتاجه كذلك بأضرار على البيئة.\n\nيُستخدم معدن "الكوبلت" أيضاً في العديد من أنواع بطاريات الليثيوم، والتي تتصاعد التقارير حول الظروف الخطرة والانتهاكات التي تحيط بعمليات إنتاجه في جمهورية الكونغو الديمقراطية التي تضم كميات كبيرة منه.\nطلب عالمي متزايد على الليثيوم والجرافيت \n \n\nصبغة حناء داخل ساعتك.. محاولات علمية للوصول إلى البطارية المستدامة\n \n\nمعارك "الأوركا" باتت فردية.. كيف تدهورت العلاقات الاجتماعية للحيتان؟\nوإذا ما واصلنا استخدام الليثيوم والجرافيت كما يحدث اليوم، سيحتاج العالم لزيادة حجم إنتاج الجرافيت إلى 2 ميجا طن سنوياً، والليثيوم إلى ما يزيد على 3 ملايين طن متري سنوياً بحلول 2023، حسب تقديرات المنتدى الاقتصادي العالمي.\nوفي تقرير مُطول نشرته هيئة الإذاعة البريطانية "بي بي سي"، يسرد الكاتب كريس بارانيوك تفاصيل السباق الذي دخله العلماء والشركات للوصول إلى بطارية كهربائية أكثر استدامة، يمكن من خلالها مواجهة الطلب العالمي المتزايد.\nهل توجد بدائل طبيعية تقلل الضرر البيئي؟\nمن مياه البحر إلى النفايات الحيوية، ووصولاً إلى الصبغات الطبيعية، هناك قائمة طويلة من البدائل المحتملة في الطبيعة، التي قد تقلل الأضرار البيئية، لكن الجانب الأصعب من الأمر هو جدارة أي منها على منافسة أنواع البطاريات الموجودة في السوق.\nينقلنا "بارانيوك" إلى أحد شوارع الهند، وبالتحديد في يوم من الأيام التي انقطع فيها التيار الكهربائي، لكن، على غير المتوقع، واصلت آلة الصرف الآلي عملها بإخراج النقود للعملاء، بفضل بطارية احتياطية تحتوي على كربون جرى استخلاصه من القطن.\nتلك البطاريات التي طورها مجموعة من الباحثين في جامعة كيوشو اليابانية بالتعاون مع إحدى الشركات، استخدموا فيها الكربون، الذي يمكن الحصول عليه من نفايات القطن، ليلعب دور الأنود بدلاً من الجرافيت، وهو أحد الأقطاب الكهربائية التي تساهم في تدفق الجزيئات المشحونة في البطارية، والتي تعرف باسم "الأيونات".\n\nبحسب آراء باحثين نقلها التقرير، يمكن الاستعانة بالقطن ليحل محل "الإلكترويت" المسؤول عن تدفق الأيونات بين الأنود، وبين مكون آخر في الدائرة الكهربية وهو "الكاثود".\nهناك طموح آخر ظهر في سوق البطاريات الياباني، بتقليل المدة التي تحتاجها تلك البطاريات للشحن، والعمل على إنتاج بطارية كربونية مزدوجة الأقطاب، تعتمد على المواد النباتية في كلا قطبيها، وهي فكرة تعتمد كذلك على إحدى الدراسات التي أجرتها جامعة كيوشو.\nوهناك باحثون آخرون يدرسون مواد أخرى متنوعة مثل نفايات الذرة، وبذور البطيخ، من أجل إنتاج أنواع أخرى من الأقطاب الكهربائية التي تستخدم في صناعة البطاريات، لكن التحدي هو كيفية إنتاجهم على نطاق يوفي بالطلب المتزايد وغير التقليدي للبطاريات.\nقد لا تكون فكرة سرعة شحن البطارية مسألة مهمة إذا ما جرى استخدامها في تشغيل آلة صرف آلي، لكنها قد تكون كذلك بالنسبة لمركبة كهربائية ترغب في شحنها والانطلاق بها سريعاً.\nلكن هناك من يرى أن مكونات الطبيعة لا تنضب، ومن بينهم ستيفانو باسيريني، نائب مدير معهد هيلمهولتز أولم في ألمانيا، والذي وصف محيطات العالم الواسعة بمخزنٍ غير محدود للمواد التي يمكن استخدامها في البطاريات.\n\n"باسيرني" وزملاؤه كانوا ممن عملوا على الاستعانة بأيونات الصوديوم الموجودة في مياه البحر التي ستقوم بدور الكاثود القطب الموجب في البطارية، لكن دون الحاجة إلى "أنود" أو قطب سالب، لأن الصوديوم يتراكم في صورة محايدة، ويمكن استخدام طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية في تخزين الصوديوم، والعودة إليه عند الحاجة.\nلكن هناك تحدياً يشير إليه العالم وهو تفاعل الصوديوم بشدة مع المياه، وإمكانية حدوث انفجار، ولذلك من المهمة ضمان عدم تسرب مياه البحر إليه.\nأما الكالسيوم الموجود في العظام والأسنان فيمكنه أن يكون بديلاً آمناً للكاثود، فبحسب دراسة جديدة نشرتها دورية "Journal of power sources"، يمكن استخدام كذلك السيليكون لتسهيل انتقال أيوناته.\nهناك خيارات أخرى يعمل عليها العلماء يمكنها تقليل الأضرار البيئية لإنتاج البطاريات، مثل مركبات الكوينونات، وهي أصباغ بيولوجية موجودة في عددٍ كبير من الكائنات، من بينهم جورج جون بكلية نيويورك سيتي للتكنولوجيا بالولايات المتحدة الأمريكية الذي توصل إلى نتائج واعدة لجزيء مشتق من صبغة الحناء المستخلصة من شجرة "Lawsonia inermis".\n\nالفريق الذي يحلم بتصميم بطارية أكثر استدامة، وقف أمامه تحدٍ آخر وهو أن الجزء المستخلص يتمتع بقابلية عالية للذوبان، عند استخدامه ككاثود، لكن عند جمع 4 جزيئات معاً إلى جانب الليثيوم، تنتج مادة قابلة لإعادة التدوير، وترتفع درجة بلورتها، وبالتالي تقل معدلات القابلية للذوبان.\nيقول "جون" إن تصميمات البطاريات التي يعمل عليها وزملاؤه قد لا تتمتع بقدرات عالية كافية لتشغيل السيارات الكهربائية، ولكن يمكن استخدامها يوماً في الأجهزة الخفيفة التي نرتديها مثل أجهزة قياس مستويات السكر في الدم. \n\nصبغة حناء داخل ساعتك.. محاولات علمية للوصول إلى البطارية المستدامة\n\nمعارك "الأوركا" باتت فردية.. كيف تدهورت العلاقات الاجتماعية للحيتان؟\n ترجمات \nصبغة حناء داخل ساعتك.. محاولات علمية للوصول إلى البطارية المستدامة\n ترجمات \nمعارك "الأوركا" باتت فردية.. كيف تدهورت العلاقات الاجتماعية للحيتان؟\n ترجمات \n"الجينز" المستدام.. هل يمكننا إعادة تصميم القطعة الأشهر في العالم؟\n ترجمات \nاخضرار الأرض.. أزمة بيئية أم فرصة لمواجهة التغير المناخي؟\n ترجمات \nدليلك لإعداد "لانش بوكس" صديق للبيئة.. تجنبي هذه الأطعمة\n ترجمات \n"حقيبة الكوارث".. محاولة إنقاذ ذكريات البشر من الأزمات المناخية\n\n"حقيبة الكوارث".. محاولة إنقاذ ذكريات البشر من الأزمات المناخية\n\nالتغير المناخي يهدد مذاق الشاي.. هل يمكن للعلماء إنقاذه؟\n\nملابس من التمر هندي.. 6 استخدامات لا تعرفها لمشروبك المفضل\n\nالمشروبات الغازية في رمضان.. انتعاش "كربوني" يدمر البيئة\n\nموائد رمضان.. هل علينا العودة إلى الطهي البطيء؟\n\nصبغة حناء داخل ساعتك.. محاولات علمية للوصول إلى البطارية المستدامة\n\nPopular heritage... “Sam's” legacy destroys the environment ◄ Global warnings about myths surrounding biodiversity\n\nHow to green | كيف تحصلين على أحمر شفاه طبيعي وصديق للبيئة؟\n\nClimate changes swallow the dreams of the residents of Ezbet El-Borg in Egypt\n\nالعالم العربي يغرق في بحر الأمطار.. ماذا نعرف عن الفيضان الومضي؟