تقنية جديدة تحول نفايات البطاريات إلى طاقة متجددة

يتساءل كثيرون عن كيفية التعامل مع الكم الهائل من البطاريات المستعملة، إذ تحتوي هذه البطاريات على عناصر سامة من النيكل قد تتسرب إلى المياه أو التربة إذا تم التخلص منها بشكل غير سليم، ما يثير المخاوف بشأن السلامة العامة والحياة البرية.

قدم خبراء من معهد كيمياء المواد (IMC) خطة لاستخراج النيكل من بطاريات النيكل-هيدريد المعدني (Ni-MH) واستعادة الألومنيوم من رقائق الاستخدام اليومي. وقد نُشرت الدراسة في مجلة Green Chemistry، ويقود فريق البحث البروفيسور جونتر روبريشتر من جامعة فيينا التقنية.

تتضمن الاستراتيجية تطوير محفز نانوي قادر على تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثان في ظروف معتدلة وضغط منخفض.

وقال الدكتور قيصر مقبول، المؤلف الأول للدراسة: “إن إعادة التدوير خطوة مهمة، لكن التأثير الأكبر يتحقق حين نعيد تدوير النيكل إلى محفزات تنتج الوقود”.

يُستخدم المكون الثاني من رقائق الألومنيوم، فبطاريات النيكل-هيدريد المعدنية، المنتشرة في الأجهزة المحمولة، تحتوي على نيكل ثمين.

ورغم صعوبة فصل هذا المعدن من البطاريات القديمة، فإن الجهد يستحق العناء.

تخضع البطاريات والرقائق لمعالجات كيميائية تُمكّن من استخراج أملاح النيكل وتحويل الألومنيوم إلى أكسيد مستقر، ثم يُمزج المكونان، ويُجففان، ويُسخّنان لتكوين مادة فعالة تدعم جزيئات النيكل على أكسيد الألومنيوم.

يُستخدم هذا المحفز الجديد لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثان، في عملية تُعرف بميثانة ثاني أكسيد الكربون.

واختبر العلماء لسنوات محفزات معدنية لهذه الغاية، والنتائج مشجعة.

وفقًا للبروفيسور روبريشتر، يمكن جمع الميثان الناتج لتلبية احتياجات الطاقة الصناعية، كما يمكن دمج التقنية مع أنظمة الهيدروجين المتجددة لإعادة استخدام ثاني أكسيد الكربون المُلتقط.

أظهرت التجارب أن المحفز يتمتع بثبات جيد في درجات الحرارة المعتدلة وتحت الضغط العادي، ما يجعله ملائمًا للاستخدام الصناعي واسع النطاق. كما لم تُسجل أي مؤشرات على تراجع أدائه خلال الاختبارات.

يشير الباحثون إلى أن المحفزات المستهلكة يمكن إعادة تدويرها بسهولة، حيث يُفصل النيكل والألومنيوم من خلال معالجة كيميائية خفيفة، ما يُمكّن من استخدامها مجددًا.

يُقلل هذا النهج من الانبعاثات ويخفض تكاليف التشغيل للشركات، فضلًا عن تقليص النفايات الناتجة عن البطاريات ورقائق الألومنيوم، والتي غالبًا ما يتم التخلص منها بطرق غير مستدامة.

قال البروفيسور روبريشتر إن الفريق يعمل حاليًا على توسيع نطاق التجارب لتطبيقات أكبر، تبدأ على الأغلب في المختبرات الأكاديمية قبل الانتقال إلى المرافق الصناعية.

يهدف هذا المشروع إلى دمج مشكلتين بيئيتين نفايات البطاريات والانبعاثات الكربونية في حل واحد عملي ومستدام، يُقلل من التأثير البيئي ويُوظف المعادن المهملة في إنتاج طاقة نظيفة.