تحويل الأشجار إلى أجهزة لتزويد الساعات الذكية والسيارات بالطاقة

قام الباحثون في مجال الهندسة إيملي كرانستون Emily Cranston وإيجور زيتومرسكي Igor Zhitomirsky من جامعة ماكماستر McMaster بتحويل الأشجار إلى أجهزة لتخزين الطاقة قادرة على تزويد كل شيء بالطاقة بدءً من الساعات الذكية وحتى السيارات الهجينة العاملة جزئيًا بالكهرباء.

يستخدم العلماء مركب السليلوز العضوي الموجود في النباتات والأشجار والبكتيريا والطحالب لصنع أجهزة تخزين الطاقة او متسعات أطول عمرًا وأكثر كفاءة.

وهذا التطوير يمهد الطريق امام إنتاج إلكترونيات خفيفة ومرنة ذات قدرة عالية مثل الأجهزة القابلة للارتداء و مجهزات طاقة متنقلة والسيارات الكهربية والهجينة.

تقول كرانستون: “إن هدف هذا البحث بالنهاية هو إيجاد وسائل لتشغيل تقنياتنا الحالية والمستقبلية بشكل كفؤ ومستدام، وهذا يعني أن تقنيات المستقبل المرتقبة ستحتاج وستعتمد على مواد صديقة للبيئة لا تعتمد على مصادر مستنزفة.”

يتميز السليلوز بالمتانة والمرونة العالية للعديد من التطبيقات المتقدمة وعلى وجه التحديد المواد النانوية المبنية على السليلوز.

ويتكون هذا العمل الذي تم إنجازه بواسطة كرانستون، الأستاذة المساعدة للهندسة الكيميائية، وزيتومرسكي أستاذ الهندسة وعلم المواد، من جهاز ثلاثي الأبعاد مطور لتخزين الطاقة، وتم بناءه عبر حصر الجسيمات النانوية الفعالة بداخل جدران من رغوة جسيمات السليلوز النانوية.

يتم تصنيع تلك الرغوة في خطوة واحدة سريعة ومبسطة، ويسمى النوع المستخدم من جسيمات السليلوز النانوية بإسم بلورات السيليلوز النانوية والتي تبدو مثل الأرز طويل الحبة غير المطبوخ ولكن بأبعاد نانوية، في تلك الأجهزة الجديدة يتم لصق حبوب الأرز تلك معًا في نقط عشوائية مكونةً تركيب مشابه للشبكة مع الكثير من الفراغات المفتوحة, وهذا هو سبب خفة هذه المواد بدرجة عالية، ويمكن بذلك إنتاج متسعات ذات قدرات كبيرة أكثر استدامة ذات قابلية للشحن السريع مقارنة بالبطاريات الأخرى القابلة لإعادة الشحن.

وتعد المتسعات الخفيفة الوزن وعالية القدرة محض اهتمام مطوري السيارات الكهربائية والهجينة، وتسمح الأجهزة القابلة للشحن السريع بتوفير الطاقة بشكل ملحوظ لانها تستجمع الطاقة اثناء وقوف السيارة وتطلقها لاحقًا عند التسارع.

يقول زيتومرسكي: “أنا مؤمن بأن أفضل النتائج يمكن الحصول عليها عندما يقوم الباحثون بدمج خبراتهم معًا، إميلي هي زميلة ممتازة وأنا منبهر بحماسها وقدرتها المميزة على تنظيم العمل الجماعي وابتكار أفكار جديدة”.

المصدر

شاهد أيضاً : أشجار لتخزين الطاقة الشمسية