آنا بلاوستين
في فصل الربيع بإقليم الشمال الغربي الهادئ في أمريكا الشمالية، تندفع المياه الناتجة عن ذوبان الجليد في اتجاه سريان الأنهار، وتهب الرياح بقوة في أغلب الأحيان، وهذه القوى تشغل العدد الكبير من توربينات طاقة الرياح في تلك المنطقة، وتولد كمية كبيرة من الكهرباء في وقت الربيع الذي تعتدل فيه درجات الحرارة، وينخفض فيه الطلب على الطاقة نسبياً، لكن الكثير من هذا الفائض الموسمي في الكهرباء، والذي يمكن أن يشغل مكيفات الهواء عند حلول الصيف، يُهدر لأن البطاريات لا تستطيع تخزينه لمدة كافية.
ومن ثم، يعمل الباحثون في المختبر الوطني بإقليم الشمال الغربي الهادئ، التابع لوزارة الطاقة في مدينة ريتشلاند بولاية واشنطن الأمريكية، على ابتكار بطارية قد تحل هذه المشكلة، ففي ورقة بحثية نشرت مؤخراً في دورية «سل ريبورتس فيزيكال ساينس»، بيّن الباحثون كيف أنه من خلال إخضاع محلول من الملح المنصهر لعمليات التجميد والتذويب، حيث يمكن إنشاء بطارية قابلة لإعادة الشحن، قادرة على تخزين الطاقة بكلفة منخفضة وكفاءة عالية، لمدة تبلغ أسابيع أو أشهراً في المرة الواحدة.
ومعظم البطاريات التقليدية تخزن الطاقة في صورة تفاعلات كيميائية مخطط لها، وعندما توصل البطارية بدائرة كهربائية خارجية، تنتقل الإلكترونات من أحد جانبي البطارية إلى الآخر عبر تلك الدائرة، مولدة الكهرباء، ولتعويض تأثير ذلك التغيير، تتحرك جسيمات مشحونة تسمى الأيونات عبر المادة التي تفصل بين جانبي البطارية، والتي تكون سائلة، أو صلبة، أو مثل العجين، لكن حتى في حالة عدم استخدام البطارية، تتحرك الأيونات تدريجياً عبر هذه المادة التي تسمى الإلكتروليت، ولأن هذا يحدث على مر أسابيع أو أشهر، فإن البطاريات تفقد الطاقة، إذ يمكن لبعض البطاريات القابلة لإعادة الشحن أن تفقد في شهر واحد حوالي ثلث شحنتها المخزنة.
غير أن ابتكار بطارية قادرة على تحمل دورات متكررة من التسخين والتبريد يعد إنجازاً كبيراً، فالتقلبات في درجات الحرارة تسبب تمدد البطارية وانكماشها، ولذا تعين على الباحثين اكتشاف مواد مرنة، تستطيع تحمل هذه التغيرات، وعن ذلك يقول فينس سبرينكل، الذي شارك في تأليف الورقة البحثية: «الكثير من الأبحاث في الماضي كانت تركز على إعفائنا من إخضاع البطاريات لهذه الدورة الحرارية، أما نحن فنقول إننا نرغب في إخضاع البطاريات لها، وأن تستطيع البطاريات الصمود خلالها، وأن نستغلها كميزة».
ويمكن أن تكون هذه التقنية مفيدة جداً بالأخص في مكان مثل ألاسكا.غير أن تسخين البطارية قد يمثل تحدياً، خاصة في الأماكن الباردة.
(سيانتفيك أمريكان)
