العالم المصري “ماهر القاضي” مبتكر البطارية الخارقة يكشف عن تفاصيل رحلته نحو الإنجاز الذي سيغير خريطة الطاقة في العالم

هذه المكثفات الخارقة المصنوعة من مادة الغرافين ستمكن الناس من شحن بطاريات هواتفهم النقالة وأجهزتهم اللوحية خلال 30 ثانية فقط. حتى السيارات الكهربائية ستشحن بطارياتها خلال دقيتين بدلاً من ساعتين.

إن هذا الاكتشاف العلمي سيسهم في تحسين كفاءة استخدام الطاقة وتطوير التكنولوجيا في مجال البطاريات.

في حوار أجراه معه موقع (العين) الإماراتي كشف ماهر القاضي، مبتكر البطارية الخارقة، عن تفاصيل رحلته نحو الإنجاز الذي سيغير خريطة الطاقة في العالم.

ما سر البطارية التي تقدمها وما يميزها عن غيرها من البطاريات التقليدية؟

بدأت من 2009 في جامعة كاليفورنيا العمل على مشروعات لها علاقة بالطاقة المتجددة، ومنها ما له علاقة بتخزين الطاقة باعتبارها أهم المحاور في قضية الطاقة المتجددة، وبطاريات لها قدرة تخزين أكبر، ومنها ما له علاقة بتوفير وقت الشحن، وكانت جميعها أفكار وأبحاث علمية، ولتحويلها لبطارية حقيقية تجارية هناك وقت طويل، وكذلك استثمارات كبيرة .

والأمر يحتاج إلى شركات قوية قائمة أو تأسيس شركة جديدة ناشئة، وبالفعل بدأنا مع عناصر الفريق العلمي في تأسيس شركة 2014 للعمل على تنفيذ هذه التقنيات الجديدة، وبدأنا بعدد أقل من 5 أفراد، ووصلنا حاليا لحوالي 100 عضو بالشركة، ووصلنا لأول بطارية تعمل ستتوافر في الأسواق خلال نهاية العام أو بداية العام المقبل، وهي بطارية الجيل الثاني من الليثيوم آيون، وتعالج هذه البطارية المشاكل الحالية للبطاريات التقليدية، لأننا نغير في طبيعة الأقطاب الحاملة للطاقة، وطبيعة المحلول السائل الذي يعمل الليثيوم آيون، لتحسين من خصائصها سواء من حيث القدرات أو وقت الشحن، دون التأثير على عمرها الافتراضي، مع توفير عامل الأمان، وبالفعل استطعنا الوصول إلى زمن قياسي بين 8 و5 دقائق.

وفيمَ تستخدم هذه البطاريات؟

نعمل حاليا على نوعين من البطاريات، أولا نوع يستخدم للدرجات الكهربائية والأسكوتر ووسائل النقل الخفيفة، ونوع آخر لإمداد مراكز البيانات بالطاقة، خاصة أن مراكز البيانات تستهلك حوالي 1.5 % من الاستهلاك العالمي في الكهرباء، وهي مرتبطة بجميع مناحي الحياة، ويتوقع أن تصل في سنوات قليلة إلى 3 %، وخاصة مع ظهور الذكاء الاصطناعي تستهلك هذه المراكز كميات كبيرة من الطاقة وكذلك المياه ووسائل التبريد، لذلك نوفر بطارية تخزن أكبر قدر من الطاقة في زمن شحن أقل ومعدل أمان أعلى.

والنوع الثاني هو بطاريات لوسائل التنقل الخفيفة داخل المدن كالدراجات الكهربائية والسكوتر، فهذه الوسائل مشكلتها الأساسية في “الأمان والسلامة”، وتعاني الكثير من المدن من حدوث حرائق أو انفجار بطاريات خاصة أثناء الشحن، خاصة وأن العديد من المدن في مختلف دول العالم أصبحت تعتمد على هذه الوسائل في التنقل.

نهاية العام أول منتج

متى سيتم طرح مثل هذه البطاريات في الأسواق؟

حاليا نعمل على البطارية المستخدمة في مراكز البيانات، وبالفعل لدينا مصنع في شمال كاليفورنيا، بدأنا الإنتاج التجريبي الأولى، ثم بعدها سيتم التحقق والتأكد من الكفاءة، ثم الاختبار العملي التجريبي يليه الاستخدام الفعلي، قد نعمل في الربع الثالث أو الرابع من هذا العام تقريبا، أي قبل نهاية العام الحالي على الإنتاج التجاري للأسواق.

وسنبدأ بالسوق الأمريكي ثم السوق العالمي، أما البطاريات لوسائل النقل الخفيف ستكون متأخرة 6 أشهر تقريبا ويمكن توفيرها في الأسواق الأمريكية منتصف 2025 أو نهاية العام المقبل.

ولدينا طموح وأبحاث في مرحلة لاحقة على المستويات الأعلى لبطاريات السيارات، وإن كان هذا يحتاج إلى تمويلات واستثمارات كبيرة، وسيتم على مراحل، لأنه يحتاج مليارات الدولارات، وبعد ذلك سندخل على مستوى تخزين الطاقة في المدن أو في محطات توليد الكهرباء، وهذه أجيال قادمة ستأخذ أبحاث ومحطات تصنيع.

كيف ترى دور الهيدروجين لتحقيق انتقال آمن إلى اقتصاد منخفض الكربون؟

بالفعل وصلنا إلى تصميم جهاز صغير يستعمل الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء، باستخدام معادن رخيصة كالحديد والنيكل والكوبالت لإنتاج الطاقة من الهيدروجين وتخزينها، وهو ما يوفر فرصة لتوفيرها ليس للصناعة فقط بل لوسائل النقل والأجهزة الإلكترونية الأخرى مع توافر عوامل الأمان وتقليل التكلفة، وباستخدام علم النانو تم تصميم الأقطاب وذلك لضمان أكبر قدر من المياه على مساحة سطحه، مما يزيد كمية الهيدروجين المنتجة والكهرباء المخزنة، وعلى الرغم من أن نموذج الجهاز هو صغير، حيث يمكن ضمه بكف اليد، لكن يمكن تكبيره حسب الحاجة لأن مكوّناته غير مكلفة، ويتم الجمع بين تخزين الكهرباء وفصل المياه إلى مكوّنيها، وهذا يشبه دمج الهاتف ومتصفح الويب والكاميرا في الهاتف الذكي.

هل وصلنا إلى ما بعد عنصر الاستدامة؟

بالفعل من أهم أبحاثنا هو تقليل استهلاك الليثيوم والمحلول السائل المستخدم في البطارية، وهذا حل جزئي للمادة الخام، وخاصة منع التحكم الخارجي في عملية الإنتاج المعادن الأخرة الداخلة في إنتاج البطاريات ومنها الكوبالت، لأسباب تتعلق بالمناخ والاستدامة، ولأن أغلب هذه المعادن تأتي من دول بعيدة عن مراكز التصنيع في إفريقيا وأمريكا الجنوبية، وجميع المعادن تستهلك الكثير من الموارد الطبيعية، لذلك نلجأ إلى مثل استخدام مواد متوافرة لدينا بالفعل حاليا إنتاج الغرافين المستخدم في البطارية وننتجه في مصنعنا حاليا، وهو خطوة متقدمة في فكر صناعة البطاريات ، وكذلك فوسفات الحديد، فهو متوافر بشكل كبير، وطورناه بالفعل وقد يأخذ وقت أطول للوصل إلى الأسواق.

ومن الأجيال القادمة لدينا أبحاث متقدمة في البدائل الليثيوم، كاستخدام الصوديوم وهذا اقترب من الوصول للأسواق، خاصة أن المخزون العالمي ألف ضعف من الليثيوم، وهناك أبحاث أخرى على جيل جديد من البطاريات يعتمد على الزنك خاصة أن المخزون العالمي حوالي 100 ضعف الليثيوم وأرخص في الاستخلاص، وهذه نماذج من الأبحاث تعالج أزمة الطاقة وأزمة المناخ معا وتحل معضلات حقيقية في إنتاج البطاريات ومراكز تخزين الطاقة.

هناك سباق كبير في السوق الأمريكي حاليا فيما يتعلق بالتصنيع ووسائل إنتاج الطاقة المتجددة في ظل قانون مكافحة التضخم فهل منتجكم يدخل ضمن القطاعات التي يمكن أن تدعمها الحكومة الفترة المقبلة؟

الدعم يكون للشركات التي تصنع بالفعل أو تنتج للسوق، وهذه مرحلة لاحقة لنا، ولكن قد نستفيد مستقبلا من هذه الحوافز، لدينا مباحثات الفترة الأخيرة.

لماذا تواجه صناعة وسائل الطاقة المتجددة أزمة في الولايات المتحدة؟

لأن مراكز التصنيع وشركات الاستثمار بوجه عام تكون حسب السوق الأرخص، وهنا تفوز الشركات الصينية دائما بتقديم منتج أرخص للسوق رغم أن التكنولوجيا والبحث العلمي أمريكي، لكن لأسباب تاريخية وأسباب تتعلق بكثير من العوامل يتم الإنتاج في الصين وتفوز الصين حتى الآن بالسبق في الصناعة، لذلك قانون مكافحة التضخم الأمريكي يحاول مساعدة الشركات الأمريكية خاصة في مجال الطاقة المتجددة والتحول الأخضر، وتستطيع المنافسة ومنها في صناعة البطاريات الكهربائية، وزيادة البنية التحتية لهذه الصناعة، وكذلك في صناعة الرقائق الإلكترونية وصناعة الألواح الشمسية والتقنيات الخاصة بأجهزة الكمبيوتر، فمثلا في عالم البطاريات والتعدين، فالليثيوم إنتاجه الأكبر يأتي من شيلي والأرجنتين وأستراليا، ومرحلة التعدين وتحويله لمادة يمكن استخدامه في البطاريات يتم في الصين، لذلك يسيطروا على أكثر من 80% من المواد الخام الداخلة في البطاريات سواء المستخرجة في الصين أو في دول أخرى.

كيف للدول الدول العربية وشمال أفريقيا الاستفادة من مثل هذه المشروعات؟

المعيار الأساسي هو توفير الاستثمار واستقدام التكنولوجيا، كما حدث مؤخرا في المغرب في بماء مشروع لإنتاج البطاريات، وهو نموذج جيد يمكن تنفيذه في العديد من الدول العربية، ولكن القدرة على توفير مليارات الدولارات مهمة، وكذلك لدينا أزمة في بعض الدول العربية في الاستثمار الأجنبي والخدمات والحصول على التراخيص والإجراءات والنقل والوقت وأزمة، ومثلما هو الحال في مصر، مع وجود سعرين للعملة بين السوق الموازية والبنوك الرسمية وهذا عامل خطر، فلابد من الإجراءات وصول المنتجات للمواد الخام وخروج المنتجات لابد أن يكون متاحا، وأتمنى وجود قانون خاص يتعلق بالاستثمارات الخارجية في قطاعات الطاقة المتجددة، وخاصة وأن الشركات الأجنبية أو الاستثمارات الخارجية ستوفر فرص عمل كبيرة وكذلك سوق عمل ضخم وصناعات متنوعة، وخاصة الصناديق السيادية لديها بعض الشركات لتطوير البطاريات الفترة الأخيرة ونتمنى أن يتم جلب التكنولوجيا للدول العربية لتوفير مثل هذه التقنيات الجديدة التي تعد هي المستقبل للصناعة الفترة المقبلة وكذلك في قضية معالجة أزمة المناخ.