مركبات الفطر السامة قد تساعد في استمرارية عمل البطارية

مركبات الفطر السامة قد تساعد في استمرارية عمل البطارية

30 أبريل , 2020

ترجم بواسطة:

حنين النمري

دقق بواسطة:

Nawaf Alotaibi

يمكن أن يحسُن مٌركب ربط الفانديوم من أستقرار الاجهزة. وذلك عندما وجد مجموعة من خبراء الكيمياء الذين يعملون على تحسين بطاريات التدفق في احدى الغابات الامريكية مٌركب مستخرج من الفطر لتحسين استقرار بطاريات التدفق.

نظرًا لزيادة اعتماد شركات الخدمات على مصادر الطاقة المتجددة ، تزداد الحاجة إلى تخزين الطاقة على نطاق واسع على الشبكات الكهربائية والطاقة الشمسية وطاقة الرياح وغيرها من مصادر الطاقة المتجددة التي تنتج الكهرباء بشكل متقطع ، لذلك فإن التخزين هو المفتاح للاستفادة من هذه المصادر عمليًا.

احدى الطرق لتلبية هذا الاحتياج هي بطاريات التدفق ، التي تخزن الطاقة في خزانات كبيرة من المواد الكيميائية. ولكن حتى تتنافس هذه التقنية مع بطاريات الليثيوم أيون التقليدية يجب زيادة سعة تخزين البطاريات المتدفقة وتحسين استقرارها.

في البطارية التقليدية يتحرك الليثيوم والأيونات الأخرى ذهابًا وإيابًا بين الأقطاب الصلبة. ومع ذلك فإن بطاريات تدفق الأكسدة تخزّن الطاقة في حالة التأكسد لحامل الشحن ، وهو عادةً الفاناديوم -الذي يبقى ثابتًا-  وبدلاً من انتقال الأيون إلى الخلف ، تهاجر البروتونات والإلكترونات أو أيونات الهيدروكسيد عبر غشاء يفصل صهاريج المذيبات وحاملة الشحنة.

وجد مجموعة من الكيميائيين الذين يعملون على تحسين بطارية التدفق مصدر إلهام في مكان غير متوقع ألا وهو قاع الغابات. خلال الاجتماع الوطني للجمعية الكيميائية الأمريكية لربيع 2019 في أورلاندو وصف باتريك كابيلينو- الكيميائي بجامعة ماساتشوستس دارتموث-  كيف قامت مجموعته بتكييف والاستفادة من مركب مستخرج من الفطر لتحسين استقرار بطاريات التدفق.

وقال كابيلينو إن الفاناديوم هو الناقل المسؤول لأنه يمكن تبديله كيميائيًا بين عدة حالات أكسدة وذلك لمنع الأيونات من التحرك عبر الغشاء يتم وضع V4 + في مكانه بواسطة حامل كيميائي. مركّب الفاناديوم الجيد من المتوقع أن يقوم بالعديد من الأشياء:  ينبغي أن يكون ذو تقارب عالي لأيون المعادن. ويجب أن يكون مستقر للغاية كما يجب شحن هذه البطاريات آلاف المرات لتستمر لسنوات عديدة . تحتاج هذه المركبات أيضًا إلى أن تكون قابلة للذوبان بدرجة كبيرة في المذيبات التي يمكنها تحمل الجهد العالي دون التحلل. أي كلما زاد الجهد زادت طاقة تخزين بطارية التدفق. وقال كابيلينو إن بطاريات التدفق الحالية تقتصر على حوالي 1 فولت ، وأن الجهد يحتاج إلى زيادة أربعة أو خمسة أضعاف حتى تصبح التكنولوجيا منافسة. (تعمل بطاريات ليثيوم أيون عند حوالي 3.8 فولت)

فوجئ كابيلينو عندما تعلم من زميل له أن الفطر من جنس أمانيتا والذي يتضمن العديد من الفطريات السامة مثل تودستولز ، تتراكم فيه كميات كبيرة نسبيًا من الفاناديوم في تنسيق المركبات يسمى Amavadin.

 تتمتع Amavadin بأعلى مستوى من الاستقرار الملزم بالفاناديوم. تساءل كابيلينو عما إذا كان بإمكانه تكييفه للعمل في بطارية التدفق.

أفاد باحثون من جامعة ماساتشوستس ، دارتموث ، بتوليف 100 جرام من مركب مستوحى من الأمافادين يسمى VBH2- منذ عامين (J. Mater. Chem. A 2017، DOI: 10.1039 / C7TA00365J). يانغ شاو هورن ، الكيميائي الذي طور بطاريات تدفق الأكسدة في الفاناديوم في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أعجب بالطريقة التجميعية والتصميم الجزيئي للمركب.

 وفي الاجتماع الوطني ناقش كابيلينو التقدم الذي أحرزته مجموعته في ترجمة المجمع المستوحى من الفطريات إلى البطاريات المتدفقة. VBH2- انتقائي للغاية بالنسبة للفاناديوم ، والمركب ثابت. ولكنها ليست قابلة للذوبان بشكل كاف في المذيبات ذات الجهد العالي لاستخدامها في بطارية التدفق.

 يعمل الباحثون في دارتموث الآن على ضبط قابلية ذوبان المادة.

الكاتب : Katherine Bourzac

المرجع: https://inchemistry.acs.org

ترجمة : حنين النمري

@7aneen92

مراجعه الترجمة: نواف العتيبي

  @I_nwa_otb                     


اترك تعليقاً

القائمة البريدية

اشترك في قائمتنا البريدية ليصلك جديد مقالاتنا العلمية وكل ماهو حصري على مجموعة نون العلمية

error: Content is protected !!