وطن – مع ظهور جائحة فيروس كورونا، أصبح البشر يعتمدون على معدات الحماية الشخصية. وتشكل الكمامات التي تستخدم لمرة واحدة رمزََا لمكافحة العدوى وجزءا كبيرا من معدات الحماية الشخصية حول العالم. إلا أنه لم يتم التفكير كثيرًا في كيفية التخلص من هذه المنتجات بشكل سليم.
لئن كانت الكمامات ضرورية في معركتنا ضد فيروس كورونا إلا أنها بلا شك تؤثر سلبا على البيئة. وينتهي بها الأمر في مدافن النفايات والمحيطات لتطلق الغازات السامة. ففي عام 2020 فقط تم صنع 52 مليار قناع للوجه وانتهى 1.56 مليار منها في محيطاتنا.
وفي هذا السياق، قال موقع “interestingengineering” الأمريكي إن مجموعة من العلماء من الجامعة الوطنية للعلوم والتكنولوجيا “إم آي إس آي إس” (MISIS) في روسيا جنبا إلى جنب مع زملاء من الولايات المتحدة والمكسيك توصلوا إلى طريقة جديدة لتحويل الأقنعة المستخدمة إلى بطاريات منخفضة التكلفة ومرنة ويمكن التخلص منها بفعالية.
تحويل الكمامات إلى بطاريات فعالة في زمن كورونا
من أجل إعادة تدوير الأقنعة، قال البروفيسور أنفار زاخيدوف المدير العلمي لمشروع “الأجهزة العالية الأداء والخلايا الضوئية” في الجامعة الوطنية للعلوم والتكنولوجيا: “لإنشاء بطارية من نوع المكثف الفائق. يتم استخدام التقنية التالية: أولا، يتم تطهير الأقنعة بالموجات فوق الصوتية، ثم غمسها في “حبر” مصنوع من مادة الغرافين، والذي يغمر القناع بالكامل”.
وأضاف البروفيسور: “ثم يتم ضغط المادة وتسخينها إلى 140 درجة مئوية (تتطلب البطاريات التقليدية ذات المكثفات الفائقة درجات حرارة عالية جدًا للتحلل الحراري الكربوني من 1000 إلى 1300 درجة مئوية. بينما تقلل التكنولوجيا الجديدة من استهلاك الطاقة بعامل 10).”
وواصل بالقول: “ثم يتم بعد ذلك وضع فاصل (مصنوع أيضًا من مادة القناع) بخصائص عازلة. بين قطبين مصنوعين من المادة الجديدة ثم يتم إنشاء غلاف واقٍ من مادة الباراسيتامول.”
نتائج الدراسة
وجد الفريق من خلاله هذه العملية أن البطاريات فعالة للغاية. مؤكدين أنهم حققوا كثافة طاقة قدرها 99.7 واط / ساعة لكل كيلوغرام (Wh / kg).
يقترب هذا من كثافة الطاقة لبطارية ليثيوم أيون في كل مكان، والتي تتراوح بين 100 و 265 واط / كغ كيلوغرام.
وفقًا للمقال، قام الباحثون بتحسين البطارية عن طريق إضافة جزيئات نانوية من بيروفسكايت أكسيد الكالسيوم والكوبالت إلى الأقطاب الكهربائية. وقد أدى هذا إلى زيادة كثافة الطاقة بأكثر من الضعف، ليصل إلى 208 واط / كجم. وقد وصل الأداء الأفضل للبطارية لنسبة 82% من سعته بعد 1500 دورة ويمكنه توفير الطاقة لأكثر من 10 ساعات بجهد يصل إلى 0.54 فولت..
في الواقع، يمكن أن تمهد هذه العملية الجديدة الطريق لإنتاج بطاريات فائقة الجودة بعدة طرق. وهي أفضل من البطاريات التقليدية الأثقل والمغلفة بالمعدن، والتي تتطلب المزيد من تكاليف التصنيع.
(المصدر: interestingengineering – ترجمة وطن)