بطارية هندية ثنائية الوظيفة: توليد للطاقة وتنقية للمياه بمحفز كربوني مبتكر

سولارابيك، الهند- 22 أبريل 2025: كشف باحثون في المعهد الهندي للعلوم (IISc) عن ابتكار واعد يتمثل في بطارية زنك-هواء لا تقتصر وظيفتها على تخزين وتوليد الطاقة الكهربائية فحسب، بل تُنتج أيضاً مادة بيروكسيد الهيدروجين (H2​O2​) المستخدمة في تنقية المياه. يحقق هذا الإنجاز المزدوج، الذي يعتمد على محفز كربوني خالٍ من المعادن ومنخفض التكلفة وصديق للبيئة، حلاً لمشكلات متداخلة في قطاعات الطاقة والكيمياء الخضراء ومعالجة المياه الملوثة، خاصةً مياه الصرف الصحي الصناعية. ويفتح هذا التطور الباب أمام بدائل عملية لبطاريات الليثيوم-أيون باهظة الثمن، خصوصاً في التطبيقات واسعة النطاق التي تتطلب حلول تخزين طاقة فعالة ومنخفضة التكلفة، مع توفير فائدة بيئية إضافية.

آلية عمل مزدوجة بمحفز مبتكر

تعتمد هذه التقنية على بطاريات الزنك-هواء المعروفة، حيث يعمل معدن الزنك المتوفر بكثرة كمصعد والهواء المحيط كمهبط. يُختزل الأوكسجين الجوي عند المهبط خلال عملية تفريغ البطارية مولداً الطاقة. وقد عمد الفريق البحثي، بقيادة البروفيسور أنيندا باتاتشاريا إلى إعادة هندسة التفاعل عند المهبط للتحكم الدقيق في عملية اختزال الأوكسجين. يضمن هذا التحكم، باستخدام محفز كربوني مُعدّل كيميائياً بإضافة مجموعات وظيفية أوكسجينية، توجيه التفاعل نحو إنتاج بيروكسيد الهيدروجين (H2​O2​) بكفاءة بدلاً من تكوين الماء (H2​O) كمنتج نهائي رئيسي. يمثل ذلك تجاوزاً للطرق التقليدية المكلفة لإنتاج بيروكسيد الهيدروجين والتي تعتمد عادةً على محفزات معدنية ثمينة وتستهلك طاقة عالية.

من المختبر إلى البيئة: تنقية للمياه وكفاءة معززة

تتجلى الفائدة البيئية المباشرة في قدرة بيروكسيد الهيدروجين (H2​O2​) المُنتَج بواسطة البطارية على معالجة مياه الصرف الصحي. وأثبت الباحثون ذلك عملياً عبر استخدام صبغة نسيجية شائعة؛ حيث لوحظ تحلل الصبغة وتغير لونها بفعل بيروكسيد الهيدروجين المتولد، مما يؤكد إنتاجه وقدرته على التفكيك الكيميائي. يوضح أسوتوش بيهيرا، طالب الدكتوراه المشارك في البحث، أن H2​O2​ يتحلل مولداً جذوراً حرة عالية النشاط (كالهيدروكسيد والسوبروكسيد) تعمل على تفكيك الأصباغ السامة الموجودة عادة في مخلفات مصانع النسيج. وتُظهر النتائج تأثيراً إيجابياً مزدوجاً، فعملية تحلل الصبغة لا تقتصر على التنقية فقط، بل تُسهم أيضاً في رفع كفاءة إنتاج بيروكسيد الهيدروجين نفسه. تُعزز جدوى هذه التقنية من اعتمادها على مواد وفيرة ورخيصة (الزنك والهواء)، مما يجعلها بديلاً اقتصادياً وصديقاً للبيئة يتسم بالبساطة في التشغيل. ويؤكد باتاتشاريا على هذه البساطة قائلاً: “لا تحتاج إلى فعل أشياء أخرى. لديك بطارية، وتقوم بتشغيلها“.

تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…

نتمنى لكم يوماً مشمساً!

المصدر: iisc

image credit: canva

The post بطارية هندية ثنائية الوظيفة: توليد للطاقة وتنقية للمياه بمحفز كربوني مبتكر appeared first on Solarabic سولارابيك. Written by بسمه عبود