علماء يخزنون الطاقة في الورق

علماء يخزنون الطاقة في الورق
  • 1306

طوّر باحثون في مختبر جامعة لينكوبينغ للإلكترونيات العضوية في السويد، ورقة لتخزين الطاقة، وهي عبارة عن مادة جديدة تمتلك قدرة بارزة على تخزين الطاقة، وتتألّف المادة التي تتكوّن منها هذه الورقة من السليلوز النانوي والبوليمر الموصل. ويمكن لورقة واحدة لا يتخطى قطرها الـ15 سم وتصل سماكتها إلى بضعة أعشار من المليمتر، أن تخزن ما يصل إلى فولت من الطاقة، وهو ما يماثل قدرة المكثفات الفائقة التي توجد حالياً في الأسواق، ويمكن إعادة شحن هذه الورقة مئات المرات ولا يستغرق شحنها سوى بضع ثوان في كل مرة. يعتبر هذا المنتج بمثابة حلم يتحقق في عالم يتطلب فيه استخدام الطاقة المتجددة، إيجاد وسائل جديدة لتخزين الطاقة، وذلك لتخزين الطاقة من فصل الصيف إلى الشتاء، من يوم عاصف إلى آخر هادئ، من يوم مشمس إلى يوم تغطيه طبقة كثيفة من السحب. وتبعاً للباحثين، فإنّ الأغشية الرقيقة التي تعمل كمكثفات كانت موجودة منذ بعض الوقت، ولكن ما قام الباحثون به اليوم هو إنتاج هذه المواد بشكل ثلاثي الأبعاد، وبهذا أصبح بالإمكان إنتاج هذه المواد بشكل ورقة سميكة.

تبدو المواد التي تم صنع ورقة الطاقة منها وكأنها ورقة بلاستيكية، وقد قام الباحثون بداعي التسلية باستخدام إحدى الأوراق لصناعة بجعة بطريقة الأوريغامي، وهذا ما يعطي مؤشراً على قوتها. وتتألف البنية الأساسية للمادة من السيليلوز النانوي، وهي ألياف من السيليلوز يمكن تقسيمها باستخدام المياه ذات الضغط العالي إلى ألياف رقيقة تصل إلى 20 نانومترا في القطر، ومع وجود ألياف السيليلوز في محلول الماء، يتم إضافة البوليمرات المشحونة كهربائياً إلى المحلول المائي كذلك، لتقوم البوليمرات بتشكيل طبقة رقيقة حول الألياف. وتبعاً ليسبر ادبرغ، وهو طالب الدكتوراه الذي أجرى تجارب مع عبد الله مالتي، الذي أنهى مؤخراً شهادة الدكتوراه، فإن الألياف التي تمت تغطيتها بالبوليميرات تتشابك، وحينها يعمل السائل الذي بقي في الفراغات بين الألياف كمحلول كهربائي. استطاعت مادة السليلوز بوليمر الجديدة أن تصل إلى رقم قياسي عالمي جديد في التوصيل المتزامن للأيونات والإلكترونات، وهو ما يفسر قدرتها الاستثنائية على تخزين الطاقة، كما أنها تفتح الباب أمام التطوير المستمر للوصول إلى قدرة تخزين أعلى من ذلك.