تقنية مذهلة.. قشور الفاكهة تشحن هاتفك وسيارتك قريباً!
في إنجاز علمي قد يغير مستقبل تكنولوجيا الطاقة النظيفة، طوّر الباحث فياني نغوي كيتينغي، تقنية مبتكرة لتحويل قشور فاكهة المانغوستين إلى مواد كربونية عالية الكفاءة تُستخدم في تصنيع المكثفات الفائقة، وهي نوع من أنظمة تخزين الطاقة. ويعد هذا الابتكار خطوة واعدة نحو استخدام النفايات الزراعية كمصدر منخفض التكلفة وصديق للبيئة في الصناعات التقنية.
المكثفات الفائقة، التي تُستخدم في تطبيقات مثل فلاش الكاميرات، أجهزة تشغيل السيارات المحمولة، والساعات الذكية، تُعرف بقدرتها على تخزين وتفريغ الطاقة بسرعة فائقة، على عكس البطاريات التقليدية التي تُفرغ الطاقة ببطء على مدى ساعات. كما تلعب المكثفات دورا محوريا في موازنة تدفق الكهرباء في شبكات الطاقة المتجددة، حيث تخزن الفائض وتعيد ضخه عند الحاجة، ما يساعد في استقرار النظام الكهربائي، خاصة عند انقطاع الرياح أو غياب أشعة الشمس، وفقا لصحيفة independent.
ويعتمد الابتكار الجديد على الاستفادة من الخصائص الكربونية العالية لقشور فاكهة المانغوستين، التي تنمو بكثافة في مناطق من شرق أفريقيا حتى غينيا، وتحتوي هذه القشور على نسبة كربون تصل إلى 45%، ويمكن تحويلها إلى كربون منشّط عالي المسامية من خلال معالجتها حراريا وكيميائيا.
الطريقة التقليدية لتحويل الكتلة الحيوية إلى كربون كانت تتطلب مرحلتين وتسخينا أوليا لمدة خمس ساعات، ما يستنزف الطاقة ويرفع التكاليف، لكن كيتينغي ابتكر تقنية تقوم بتسخين القشور مباشرة إلى 700 درجة مئوية بعد مزجها بكربونات البوتاسيوم، دون الحاجة إلى التسخين الأولي، ما يقلل من استهلاك الكهرباء ويخفض التكاليف ويزيد من كفاءة الإنتاج.
ويشير كيتينغي إلى أن هذه الطريقة يمكن أن تنتج مئات من المكثفات الفائقة من كل خمسة كيلوغرامات من القشور، ما يمثل تحولا بيئيا واقتصاديا في آن واحد. فتقنية كهذه لا تساهم فقط في تقليل النفايات وتحقيق الاستدامة، بل تفتح أيضا آفاقا جديدة أمام الصناعات الناشئة في مجال تخزين الطاقة، خاصة في أفريقيا.
ويزداد الطلب العالمي على المكثفات الفائقة في ظل توسع سوق السيارات الكهربائية وأنظمة الطاقة المتجددة، ورغم أن سوق هذه المكثفات لا يزال صغيرا نسبيا مقارنة ببطاريات الليثيوم-أيون، إلا أنه يُتوقع أن ينمو بوتيرة متسارعة في السنوات القادمة.
وفي حين بدأت بعض الشركات العالمية مثل "Haycarb" في سريلانكا و"Takachar" في الولايات المتحدة بتطوير تقنيات لتحويل النفايات الزراعية إلى كربون منشّط، يرى كيتينغي أن أفريقيا تملك فرصة ذهبية لإنشاء منشآت محلية في مصانع معالجة الفاكهة، من أجل تحويل النفايات إلى موارد قيّمة.
ولتحقيق ذلك على نطاق أوسع، يدعو الباحث إلى توفير دعم حكومي وتمويل خاص لبناء منشآت التصنيع، إلى جانب شراكات استراتيجية مع شركات التكنولوجيا والطاقة. ويرى أن هذا التحول لا يقتصر على البعد البيئي فقط، بل يشمل أيضا فرصا لتعزيز الاقتصاد المحلي وخلق وظائف جديدة.
وباختصار، يُظهر هذا الابتكار كيف يمكن لقشور الفواكه، التي كانت تُعتبر من النفايات، أن تتحول إلى عنصر فعّال في مستقبل الطاقة النظيفة، في واحدة من أبرز قصص الابتكار التي تجمع بين العلم والاستدامة والتنمية الاقتصادية.
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
البيان
منذ 2 ساعات
- البيان
قشور الفاكهة تقنية لتخزين الطاقة
حوّل الباحث، فياني نغويي كيتنج، نفايات فاكهة المانغوستين إلى حل مبتكر في مجال تخزين الطاقة، من خلال تطوير تقنية جديدة لإنتاج كربون نشط يُستخدم في تصنيع المكثفات الفائقة، وفق «إندبندنت». وتعد هذه التقنية اختراقاً علمياً واعداً يمكن أن يحدث تحولاً في كيفية التعامل مع النفايات الزراعية، ويعزز من كفاءة تقنيات الطاقة المتجددة. وتعرف المكثفات الفائقة بأنها نوع من خلايا تخزين الطاقة، تشبه البطاريات من حيث الوظيفة، لكنها تختلف عنها في آلية العمل وسرعة الأداء. فهي قادرة على شحن وتفريغ الطاقة في غضون ثوانٍ أو دقائق، على عكس البطاريات التي تُفرغ الطاقة على مدى أطول. وهذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب دفعات طاقة سريعة، مثل فلاشات الكاميرا والساعات الذكية وأجهزة تشغيل السيارات المحمولة. وتُصنع المكثفات الفائقة من أقطاب كهربائية تعتمد عادة على الكربون المنشط، الذي يمكن استخراجه من نفايات الكتلة الحيوية مثل قشور الفاكهة. وهنا جاءت مساهمة كيتنج، إذ استخدم قشور المانغوستين في تطوير طريقة أكثر بساطة وكفاءة لإنتاج هذا الكربون.
البيان
منذ 9 ساعات
- البيان
ثورة صينية.. بطارية خارقة تهدد مستقبل الطائرات التقليدية
شهد قطاع الطيران مؤخراً صدمة كبيرة بعد إعلان شركة صينية عن تطوير بطارية ليثيوم معدني عالية الكثافة، قد تغيّر معايير الطاقة في قطاع النقل الجوي وتفتح الباب أمام إنهاء عصر الطائرات النفاثة التقليدية. وأعلنت شركة CATL الصينية، الرائدة في مجال تكنولوجيا البطاريات، عن إنجاز علمي كبير تمثل في اختراق تقني غير مسبوق في بطاريات الليثيوم المعدني (LMB)، ما يُنذر بتحول جذري في تقنيات تخزين الطاقة، وتكمن أهمية الابتكار في تحقيق توازن مثالي بين الكثافة الطاقية العالية وعمر البطارية الطويل، وهما التحديان الرئيسيان اللذان عرقلا لعقود التوسع في تطبيقات النقل الكهربائي، وخاصة الطيران، وفقا لـ sustainability-times. وتمكّنت الشركة من تطوير استراتيجية جديدة في تكوين الإلكتروليت، بما يسمح برفع كفاءة البطارية دون التضحية بقدرتها التشغيلية، ويعد هذا التقدم مؤشراً على اقتراب دخول الطائرات الكهربائية حيّز التنفيذ العملي، ما يشكل تهديداً مباشراً لتقنيات الطائرات النفاثة التي تعتمد على الوقود الأحفوري. في السياق ذاته، أوضح فريق البحث في CATL أن بطاريات الليثيوم المعدني تُمثل الجيل القادم من أنظمة الطاقة، نظراً لما توفره من طاقة تفوق بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، الأمر الذي يجعلها مثالية للمركبات الكهربائية بعيدة المدى والطائرات. ورغم أن هذا النوع من البطاريات كان يعاني سابقاً من قصر عمر التشغيل، فقد استطاع الباحثون تجاوز هذا التحدي عبر تحسين تفاعل المكونات الداخلية، وتحديداً معالجة الاستهلاك المستمر لملح LiFSI الذي تبين أنه السبب الرئيسي وراء فشل البطاريات، لا كما كان يُعتقد سابقاً بأن التحلل الكيميائي أو تراكم الليثيوم الميت هما السبب. وتوصل الفريق إلى أن نحو 71% من ملح الإلكتروليت يُستهلك بنهاية دورة حياة البطارية، ما يقلل من فعاليتها. لكن عبر إدخال مخفف منخفض الكتلة الجزيئية في التركيبة الجديدة، تم تعزيز تركيز الإلكتروليت وتحسين التوصيل الأيوني وخفض اللزوجة، دون زيادة في الوزن الكلي، وهو ما ساعد في تحسين الأداء بشكل كبير. ونجحت الشركة في إنتاج نموذج أولي جديد من هذه البطاريات، يتميز بعمر تشغيلي يبلغ 483 دورة – أي ضعف النماذج السابقة – مع الحفاظ على الكفاءة الكهربائية بنسبة مرتفعة، ويتيح هذا النموذج تحقيق كثافة طاقية تفوق 500 واط ساعة لكل كيلوغرام، وهو إنجاز غير مسبوق في المجال. وأكد "أويانغ تشويينغ"، الرئيس المشارك لقسم البحث والتطوير في CATL، أن هذا التطور يعكس القدرة على سد الفجوة بين البحث النظري والتطبيق العملي، مشيراً إلى أن نتائج الدراسة التي نُشرت في مجلة Nature Nanotechnology تسلط الضوء على فهم جديد لأسباب تدهور البطاريات، ما يمهّد الطريق نحو بطاريات طويلة الأمد وأكثر كفاءة. ويرى خبراء أن هذا الاكتشاف قد يُحدث زلزالاً في صناعة الطيران، ويُعيد تشكيل مستقبل الطاقة النظيفة في القطاعات كافة، خاصة مع تصاعد وتيرة الاعتماد على المركبات الكهربائية والهجينة، ورغم أن التقنية لا تزال في طور التطوير، إلا أن آفاقها التجارية باتت أقرب من أي وقت مضى، ما يطرح تساؤلات حول مصير الطائرات النفاثة في السنوات المقبلة، في ظل تسارع هذه التحولات الجذرية.
البيان
منذ 12 ساعات
- البيان
تقنية مذهلة.. قشور الفاكهة تشحن هاتفك وسيارتك قريباً!
في إنجاز علمي قد يغير مستقبل تكنولوجيا الطاقة النظيفة، طوّر الباحث فياني نغوي كيتينغي، تقنية مبتكرة لتحويل قشور فاكهة المانغوستين إلى مواد كربونية عالية الكفاءة تُستخدم في تصنيع المكثفات الفائقة، وهي نوع من أنظمة تخزين الطاقة. ويعد هذا الابتكار خطوة واعدة نحو استخدام النفايات الزراعية كمصدر منخفض التكلفة وصديق للبيئة في الصناعات التقنية. المكثفات الفائقة، التي تُستخدم في تطبيقات مثل فلاش الكاميرات، أجهزة تشغيل السيارات المحمولة، والساعات الذكية، تُعرف بقدرتها على تخزين وتفريغ الطاقة بسرعة فائقة، على عكس البطاريات التقليدية التي تُفرغ الطاقة ببطء على مدى ساعات. كما تلعب المكثفات دورا محوريا في موازنة تدفق الكهرباء في شبكات الطاقة المتجددة، حيث تخزن الفائض وتعيد ضخه عند الحاجة، ما يساعد في استقرار النظام الكهربائي، خاصة عند انقطاع الرياح أو غياب أشعة الشمس، وفقا لصحيفة independent. ويعتمد الابتكار الجديد على الاستفادة من الخصائص الكربونية العالية لقشور فاكهة المانغوستين، التي تنمو بكثافة في مناطق من شرق أفريقيا حتى غينيا، وتحتوي هذه القشور على نسبة كربون تصل إلى 45%، ويمكن تحويلها إلى كربون منشّط عالي المسامية من خلال معالجتها حراريا وكيميائيا. الطريقة التقليدية لتحويل الكتلة الحيوية إلى كربون كانت تتطلب مرحلتين وتسخينا أوليا لمدة خمس ساعات، ما يستنزف الطاقة ويرفع التكاليف، لكن كيتينغي ابتكر تقنية تقوم بتسخين القشور مباشرة إلى 700 درجة مئوية بعد مزجها بكربونات البوتاسيوم، دون الحاجة إلى التسخين الأولي، ما يقلل من استهلاك الكهرباء ويخفض التكاليف ويزيد من كفاءة الإنتاج. ويشير كيتينغي إلى أن هذه الطريقة يمكن أن تنتج مئات من المكثفات الفائقة من كل خمسة كيلوغرامات من القشور، ما يمثل تحولا بيئيا واقتصاديا في آن واحد. فتقنية كهذه لا تساهم فقط في تقليل النفايات وتحقيق الاستدامة، بل تفتح أيضا آفاقا جديدة أمام الصناعات الناشئة في مجال تخزين الطاقة، خاصة في أفريقيا. ويزداد الطلب العالمي على المكثفات الفائقة في ظل توسع سوق السيارات الكهربائية وأنظمة الطاقة المتجددة، ورغم أن سوق هذه المكثفات لا يزال صغيرا نسبيا مقارنة ببطاريات الليثيوم-أيون، إلا أنه يُتوقع أن ينمو بوتيرة متسارعة في السنوات القادمة. وفي حين بدأت بعض الشركات العالمية مثل "Haycarb" في سريلانكا و"Takachar" في الولايات المتحدة بتطوير تقنيات لتحويل النفايات الزراعية إلى كربون منشّط، يرى كيتينغي أن أفريقيا تملك فرصة ذهبية لإنشاء منشآت محلية في مصانع معالجة الفاكهة، من أجل تحويل النفايات إلى موارد قيّمة. ولتحقيق ذلك على نطاق أوسع، يدعو الباحث إلى توفير دعم حكومي وتمويل خاص لبناء منشآت التصنيع، إلى جانب شراكات استراتيجية مع شركات التكنولوجيا والطاقة. ويرى أن هذا التحول لا يقتصر على البعد البيئي فقط، بل يشمل أيضا فرصا لتعزيز الاقتصاد المحلي وخلق وظائف جديدة. وباختصار، يُظهر هذا الابتكار كيف يمكن لقشور الفواكه، التي كانت تُعتبر من النفايات، أن تتحول إلى عنصر فعّال في مستقبل الطاقة النظيفة، في واحدة من أبرز قصص الابتكار التي تجمع بين العلم والاستدامة والتنمية الاقتصادية.
