عندما نعلم أن العلماء وجدوا طريقة رخيصة لسحب غازات الاحتباس الحراري من الجو، وفي نفس الوقت، يسدون حاجتنا إلى الطاقة، فإنه لا يسعنا إلا أن نفكر في مدى روعة ذلك لاستمرار البشرية.

هذا ما قام به البحث الأخير لفريق من العلماء، والذي قربنا خطوة من تطوير بطارية قابلة لإعادة الشحن، وتعمل على محاليل من ثاني أكسيد الكربون والهواء.

انتصار على المحاولات السابقة

في الماضي، استخدم العلماء انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ليصنعوا منها مصدرا للطاقة، وذلك عن طريق تحويل ثاني أكسيد الكربون مباشرة إلى وقود، مثل الإيثانول، متجاوزين الحاجة للنباتات.

هناك أيضاً فريق علماء من مختبر لورانس ليفرمول الوطني، قاموا بعمل ابتكار جديد السنة الماضية، يقترح ضخ الانبعاثات في آبار عمقها 1 أو 2 كيلومتر، مجبرين الماء الساخن على الصعود للسطح وتوفير مصدر للطاقة الحرارية الأرضية.

 لكن السؤال هو، ماذا لو استطعنا إنتاج بطاريات تعتمد على ثاني أكسيد الكربون مباشرة؟

الباحثون فكروا في الأمر من قبل، لكن معظم الخطط لتوليد الكهرباء من ثاني أكسيد الكربون الوفير في الغلاف الجوي، فشلت بسبب كونها باهظة التكلفة، أو لا تنتج تياراً كهربياً كافياً، وهو الشيء الذي وجد حلاً أخيراً على أيدي علماء من جامعة بنسلفانيا.

كيف تعمل بطاريات ثاني أكسيد الكربون؟

البطارية اعتمدت على نوع من البطاريات يسمى «خلية التدفق»، والذي يعتمد على مبدأ بسيط جداً.

تخيل وجود حاويتين، منفصلتين بغشاء شبه مسامي، ثم تعرف على العملية التي أجراها العلماء عليها، عندما قاموا بتذويب الغاز من الهواء المحيط في المياه، ووضعوها في أحد الحاويتين.

الحاوية الثانية تحمل مزيجاً مشابه من الماء وثاني أكسيد الكربون النقي، وعندما تذوب، فإن ثاني أكسيد الكربون ينقسم إلى الهيدروجين موجب الشحنة، والبيكربونات، ما يجعل الأس الهيدروجيني للمحلول 7.7.

أما المحلول في الحاوية الثانية، فله أس هيدروجيني يقدر بـ9.4، ولهذا يوجد تدرج في التركيزات المختلفة للجسيمات المشحونة.

معظم الجزيئات لا يمكنها أن تتدفق عبر الحاجز، لكن الأيونات تتحرك بحرية من محلول لآخر، وكنتيجة لذلك، فإن أقطاب أكسيد المنجنيز في كل حاوية تتعرض لاختلافات في الجهد، وبالتالي ينتج تيار كهربي.

قابلة لإعادة الشحن 50 مرة

بعد أن يستهلك المحلول، يمكن إعادة الشحن ببساطة، عن طريق تبديل المحلول الذي يتدفق حول كل قطب، وقد وجد الباحثون أنهم يستطيعون تبديل المحلولين لما يزيد عن خمسين مرة، دون أن يؤثر هذا على الأداء.

هذه البطارية تنتج كثافة طاقة تصل إلى 0.82 واط في المتر المربع، أي ما يقدر بـ200 مرة أكثر من الجهود السابقة، كما إن المواد المستخدمة أرخص نسبياً.

تكييف هذه التكنولوجيا للاستفادة من خليط الغازات الناتج عن حرق الوقود الأحفوري هو العقبة القادمة، أما الآن، فالتجربة ما تزال معتمدة على ثاني أكسيد الكربون النقي، والهواء النظيف نسبياً.

وبالنظر إلى التخفيض الذي حدث للتكلفة وزيادة التيار الكهربي الناتج، فإننا ندرك أننا إزاء تقنية جديدة واعدة، قد تحل كلاً من الانبعاث المتزايد لغازات الاحتباس الحراري، وكذلك الحاجة لمصادر جديدة من الطاقة.