باحثون من أراغون يطورون مكثفات مائية من أجل تخزين الطاقة المستدام
نشر علماء من معهد النانو علم ومواد أراغون (INMA) دراسة رائدة في مجلة Journal of Power Sources تقترح استراتيجيات جديدة لتحسين أداء واستقرار المكثفات المائية. تمثل هذه الدراسة تقدمًا كبيرًا نحو بدائل أكثر خضرة واقتصادية في مواجهة أزمة الطاقة الحالية.
في ظل الطلب المتزايد على الطاقة والقيود المفروضة على الوقود الأحفوري، تحتاج الطاقات المتجددة إلى أنظمة تخزين أكثر كفاءة وأمانًا. تبرز المكثفات المائية كواحدة من الخيارات الأكثر وعدًا واحترامًا للبيئة، حيث تتميز عن البطاريات التقليدية بقدرتها على الشحن والتفريغ في ثوانٍ معدودة.
الخصائص التقنية للتطوير
مواد نانوية هجينة: قام الفريق بتطوير سلسلة من المواد النانوية التي تضم جزيئات نانوية من كبريتيد البزموت بحجم لا يتعدى 4 نانو متر في مواد كربونية تجارية. يمكن استخدام هذه المواد النانوية الجديدة كأقطاب كهربائية للمكثفات، حيث إن قدرتها على التخزين أكبر بكثير من المواد الكربونية التقليدية.
التأثير التآزري: لقد ثبت أن محلول إلكتروليتي مائي من يود الصوديوم يولد تأثيرًا تآزريًا مع الجزيئات النانوية، مما يؤدي إلى مضاعفة أو مضاعفة الطاقة المخزنة مقارنةً بأنظمة الماء التقليدية.
لحل المشكلة الرئيسية المتعلقة بالاستقرار بعد العديد من دورات الشحن والتفريغ، قام الباحثون بتنفيذ استراتيجيتين تكميليتين: إدخال اليود إلى المادة الكربونية وإضافة مخزن محايد (buffer) للإلكتروليت. وقد حققت هذه الأساليب أن تبقى المكثفات محتفظة بخصائصها بعد أكثر من 1000 دورة من الاستخدام.
تتولى ماريا برنيشيا نافارو (باحثة في ARAID)، وماريا بيلار لوبيرا غونزاليس (أستاذة متعاقدة دكتورة)، والباحثون سيرجيو آينا وعبد النبي الشراوي، جميعهم من مجموعة البحث أفلام وجزيئات نانوية مسامية (NFP) في INMA، بالتعاون مع الجامعة البولندية للتكنولوجيا في بوزنان.
حصل المشروع على تمويل من مصادر متعددة، بما في ذلك شبكة M-ERA.NET وMICIU/AEI وصناديق FEDER/UE وبرامج NextGenerationEU/PRTR المدعومة من حكومة أراغون.
