باحث يحوّل قشور الفاكهة إلى 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.
وتعد هذه التقنية اختراقا علميا واعدا يمكن أن يحدث تحولا في كيفية التعامل مع النفايات الزراعية، ويعزز في الوقت ذاته 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 ثوان 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.
وابتكر كيتنج، زميل ما بعد الدكتوراه في مختبرات 'آي ثيمبا'، طريقة مباشرة لتحويل قشور المانغوستين إلى كربون نشط عالي المسامية، وذلك من خلال مزج القشور المجففة بكربونات البوتاسيوم وتسخينها مباشرة إلى 700 درجة مئوية، دون الحاجة إلى مرحلة تسخين أولي كما في الطرق التقليدية.
وتقلل هذه الطريقة من استهلاك الكهرباء وتخفض التكاليف وتسرّع عملية الإنتاج، ما يجعل التقنية مناسبة للتطبيقات التجارية واسعة النطاق. ويكفي من 3 إلى 5 كغ فقط من قشور الفاكهة لإنتاج مئات المكثفات الفائقة.
ولا تقتصر فائدة هذه التقنية على الجانب الصناعي، بل تمتد لتشمل الفوائد البيئية والاقتصادية. فبدلا من التخلص من قشور الفاكهة في مكبات النفايات، تُستخدم كمادة خام لإنتاج أجهزة تخزين طاقة عالية الكفاءة. كما تساهم المكثفات الفائقة في دعم استقرار شبكات الطاقة المتجددة من خلال امتصاص الفائض من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، وإطلاقه عند الحاجة.
ورغم أن سوق المكثفات الفائقة لا يزال محدودا، إلا أن الطلب عليها يتزايد بسرعة، خاصة في مجالات مثل المركبات الكهربائية وأنظمة الطاقة النظيفة والإلكترونيات الاستهلاكية.
كما تظهر أبحاث أخرى إمكانية استخدام قشور الحمضيات في إنتاج الكربون النشط أيضا.
ويشير كيتنج إلى أن إفريقيا تمتلك فرصة كبيرة للاستفادة من هذه التقنية، خصوصا أن أشجار المانغوستين تنمو بكثافة في مناطق واسعة من القارة. ويمكن لمصانع معالجة الفاكهة أن تؤسس مرافق صغيرة لتحويل نفاياتها إلى كربون نشط، وتوريده لصناعات تخزين الطاقة.
ولتحقيق هذا الهدف، يؤكد كيتنج الحاجة إلى تمويل حكومي وخاص، وتوفير البنية التحتية والمعدات، إلى جانب تدريب الكفاءات المحلية.
المصدر: إندبندنت

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

أخبار السياحة

منذ 16 ساعات

• أخبار السياحة

باحث يحوّل قشور الفاكهة إلى 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. وتعد هذه التقنية اختراقا علميا واعدا يمكن أن يحدث تحولا في كيفية التعامل مع النفايات الزراعية، ويعزز في الوقت ذاته 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 ثوان 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. وابتكر كيتنج، زميل ما بعد الدكتوراه في مختبرات 'آي ثيمبا'، طريقة مباشرة لتحويل قشور المانغوستين إلى كربون نشط عالي المسامية، وذلك من خلال مزج القشور المجففة بكربونات البوتاسيوم وتسخينها مباشرة إلى 700 درجة مئوية، دون الحاجة إلى مرحلة تسخين أولي كما في الطرق التقليدية. وتقلل هذه الطريقة من استهلاك الكهرباء وتخفض التكاليف وتسرّع عملية الإنتاج، ما يجعل التقنية مناسبة للتطبيقات التجارية واسعة النطاق. ويكفي من 3 إلى 5 كغ فقط من قشور الفاكهة لإنتاج مئات المكثفات الفائقة. ولا تقتصر فائدة هذه التقنية على الجانب الصناعي، بل تمتد لتشمل الفوائد البيئية والاقتصادية. فبدلا من التخلص من قشور الفاكهة في مكبات النفايات، تُستخدم كمادة خام لإنتاج أجهزة تخزين طاقة عالية الكفاءة. كما تساهم المكثفات الفائقة في دعم استقرار شبكات الطاقة المتجددة من خلال امتصاص الفائض من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، وإطلاقه عند الحاجة. ورغم أن سوق المكثفات الفائقة لا يزال محدودا، إلا أن الطلب عليها يتزايد بسرعة، خاصة في مجالات مثل المركبات الكهربائية وأنظمة الطاقة النظيفة والإلكترونيات الاستهلاكية. كما تظهر أبحاث أخرى إمكانية استخدام قشور الحمضيات في إنتاج الكربون النشط أيضا. ويشير كيتنج إلى أن إفريقيا تمتلك فرصة كبيرة للاستفادة من هذه التقنية، خصوصا أن أشجار المانغوستين تنمو بكثافة في مناطق واسعة من القارة. ويمكن لمصانع معالجة الفاكهة أن تؤسس مرافق صغيرة لتحويل نفاياتها إلى كربون نشط، وتوريده لصناعات تخزين الطاقة. ولتحقيق هذا الهدف، يؤكد كيتنج الحاجة إلى تمويل حكومي وخاص، وتوفير البنية التحتية والمعدات، إلى جانب تدريب الكفاءات المحلية. المصدر: إندبندنت

أخبار السياحة

منذ يوم واحد

• أخبار السياحة

اليابان.. ابتكار عدسات لاصقة تحمي العين من الموجات الكهرومغناطيسية

أعلن المكتب الإعلامي لجامعة واسيدا اليابانية أن علماء الفيزياء ابتكروا طلاء نانويا شفافا للعدسات اللاصقة، يسمح بمرور الضوء، ويحمي العيون من الموجات الكهرومغناطيسية. ويقول البروفيسور تاكيو مياكي: 'تحظى فكرة ابتكار عدسات لاصقة 'ذكية' مزودة بأجهزة إلكترونية مدمجة باهتمام كبير. وإذا ما ظهرت هذه التقنيات، فإن ذلك يعني أن أعيننا ستتعرض مباشرة للموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن أنظمة الاتصالات الخاصة بهذه العدسات. وللحماية من هذه الموجات، ابتكرنا طلاء خاصا من مواد ثنائية الأبعاد'. ولحل هذه المشكلة، تم ابتكار طريقة تسمح بتطبيق أغشية MXenes ثنائية الأبعاد على سطح العدسات اللاصقة العادية. وتتكون هذه الأغشية من فلز انتقالي وذرات كربون، وغالبا ما تحتوي على النيتروجين أو الفلور أو الأكسجين. وتتميز بخصائص فريدة تجعلها مشابهة للمعادن. وقد تمكن العلماء من اختيار بنية وخصائص أغشية MXene بالاعتماد على كربيد التيتانيوم، تسمح بمرور 90 بالمئة من موجات الضوء المرئي، وفي الوقت نفسه تمنع مرور أشكال التذبذبات الكهرومغناطيسية التي يمكن أن تولدها العدسات اللاصقة 'الذكية' أثناء استخدامها. واختبر الباحثون عدة نماذج أولية للعدسات المغلفة بطبقة نانوية، ودرسوا خصائصها الوقائية عمليا. وقد أظهرت نتائج اختبارها على الحيوانات، أن الطلاء يشتت حوالي 93 بالمئة من الموجات الكهرومغناطيسية ويحولها إلى أشعة تحت الحمراء، التي هي أقل ضررا على مكونات العيون بما فيها الشبكية. ويشير العلماء، إلى أنه يمكن استخدام هذه الطريقة على المواد الأخرى خاصة وأنها تتميز بتوافق حيوي عال جدا. أي يمكن استخدام هذه المادة في صنع طلاءات واقية، ليس فقط للعدسات اللاصقة، بل لمختلف الإلكترونيات الحيوية، والغرسات الطبية، وغيرها من الأجهزة التي تلامس جسم المريض. المصدر: تاس

أخبار السياحة

منذ 3 أيام

• أخبار السياحة

خلطة طبيعية من لحاء 'شجرة الحب' وقشر اليوسفي قد تقضي على الصلع!

خلطة طبيعية من لحاء 'شجرة الحب' وقشر اليوسفي قد تقضي على الصلع! في تطور علمي واعد، يقترب الباحثون من تقديم حل طبيعي وفعال لمشكلة تساقط الشعر التي تؤرق ملايين الأشخاص حول العالم. فقد نجح فريق بحثي ياباني في تحديد مادتين نباتيتين تمتلكان قدرة ملحوظة على تحفيز نمو الشعر، ما قد يشكل طفرة في مجال علاج الصلع وفقدان الشعر. والمادتان المكتشفتان هما لحاء شجرة الفيلوديندرون التي تنمو في المناطق الاستوائية الآسيوية، والتي يطلق عليها اسم 'شجرة الحب'، وقشر اليوسفي المجفف بالشمس المعروف باسم 'تشينبي' في الطب التقليدي (معناه الحرفي القشر المحفوظ). وما يميز هذين المستخلصين الطبيعيين هو توافرهما الواسع حول العالم، بالإضافة إلى تكلفتهما المعقولة مقارنة بعلاجات تساقط الشعر المتاحة حاليا. وكشفت دراسة أجرتها شركة 'روهتو فارماسيتيكال' اليابانية أن هاتين المادتين تعملان على تحفيز إنتاج بروتين PlGF (عامل النمو المشيمي) الذي يلعب دورا محوريا في عملية نمو الشعر. وهذا البروتين تنتجه خلايا الحليمة الجلدية الموجودة في قاعدة بصيلات الشعر، وهو مسؤول عن تنشيط الدورة الطبيعية لنمو الشعر. وأظهرت التجارب المخبرية نتائج مبهرة، حيث أدى إضافة مستخلص لحاء الفيلوديندرون إلى زيادة إنتاج عامل النمو المشيمي بنسبة 2.1 ضعف، بينما حقق مستخلص قشر اليوسفي المجفف نتائج أفضل بزيادة وصلت إلى 2.2 ضعف مقارنة بالخلايا التي لم تتلق أي علاج. وهذا الاكتشاف العلمي يحمل أهمية خاصة في ظل المعاناة الواسعة من مشكلة تساقط الشعر. ورغم وجود علاجات حالية مثل الشعر المستعار والعلاجات الموضعية وعمليات زراعة الشعر، إلا أنها إما باهظة الثمن أو غير مضمونة النتائج أو تنطوي على مخاطر وآثار جانبية. ويعتزم الفريق البحثي تطوير منتجات علاجية جديدة تعتمد على هذين المستخلصين الطبيعيين، تستهدف كلا من الرجال والنساء. ومن المتوقع أن تشمل هذه المنتجات ليس فقط علاجات لشعر الرأس، بل أيضا مستحضرات خاصة للرموش، ما يوسع نطاق الاستفادة من هذا الاكتشاف. وتشير النتائج إلى أنه يمكن للعلاجات القديمة أن تقدم حلولا حديثة لمشاكل العصر. كما تفتح الباب أمام تطوير علاجات أكثر أمانا وفعالية لمشكلة تساقط الشعر التي تؤثر ليس فقط على المظهر الخارجي، بل أيضا على الثقة بالنفس والحياة الاجتماعية للكثيرين. وفي انتظار وصول هذه المنتجات إلى الأسواق، يبقى هذا الاكتشاف بارقة أمل للملايين الذين يعانون من تساقط الشعر حول العالم، حيث يعدهم بحلول طبيعية وفعالة قد تغير حياتهم نحو الأفضل.