هل يمكن للبطاريات البلاستيكية أن تساعد في تخزين الطاقات المتجددة على الشبكات الكهربائية؟

2 دقائق
هل يمكن للبطاريات البلاستيكية أن تساعد في تخزين الطاقات المتجددة على الشبكات الكهربائية؟
حقوق الصورة: بولي جول
استمع الى المقالة الآن هذه الخدمة تجريبية
Play Audio Pause Audio

يمكن لنوع جديد من البطاريات المصنوعة من البوليمرات الناقلة كهربائياً –وهي عملياً شكل من أشكال البلاستيك- أن يساعد في تخزين الطاقة على الشبكة الكهربائية بتكلفة أقل ولفترات أطول، ما يسمح باستثمار أفضل للطاقات المتجددة.

قامت الشركة الناشئة التي تعمل في بوسطن، "بولي جول" (PolyJoule) بصنع هذه البطاريات، والتي يمكن أن تمثل بديلاً أقل تكلفة ويدوم فترة أطول بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم أيون لتخزين الكهرباء من مصادر الطاقة المتقطعة، مثل الرياح والشمس.

اقرأ أيضاً: المواد العشوائية تفاجئنا بقدرتها على تحسين أداء البطاريات

البطاريات البلاستيكية بديل أكثر توفراً

وقد كشفت الشركة الستار عن أولى منتجاتها. فقد قامت بولي جول ببناء أكثر من 18,000 خلية وتركيب مشروع تجريبي صغير باستخدام مواد غير مكلفة ومتوافرة على نطاق واسع، فالبوليمرات الناقلة التي تستخدمها بولي جول في أقطاب البطارية تحل محل الليثيوم والرصاص الموجودين عادة في البطاريات. وباستخدام مواد يمكن صنعها بسهولة باستخدام مواد كيميائية صناعية متوافرة على نطاق واسع، يمكن لبولي جول تفادي مشكلات التوريد التي تتعرض لها بعض المواد مثل الليثيوم.

أسس الأستاذين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (إم آي تي)، تيم سواغر وإيان هنتر، بولي جول، واللذين وجدا أن البوليمرات الناقلة تمتلك بعض الخصائص الأساسية المطلوبة لتخزين الطاقة، فهي تستطيع الاحتفاظ بالشحنات لوقت طويل، ويمكن شحنها بسرعة. كما أنها فعالة أيضاً، ما يعني أنها تستطيع تخزين نسبة كبيرة من الكهرباء التي تتدفق نحوها. وبما أنها مواد بلاستيكية، فإن إنتاجها رخيص نسبياً، كما أنها متينة، وتستطيع مقاومة الانتفاخ والتقلص الذي يصيب البطارية أثناء الشحن والتفريغ.

اقرأ أيضاً: بطاريات الليثيوم-أيون تخطو خطوة كبيرة عبر منتج صغير

ولكن مسألة كثافة الطاقة تمثل واحدة من أهم سلبياتها. فهذه المجموعات من البطاريات أكبر بمرتين إلى خمس مرات من أنظمة بطاريات الليثيوم أيون ذات القدر نفسه من السعة، ولهذا، وجدت الشركة أن هذه التكنولوجيا مناسبة بشكل خاص للتطبيقات الثابتة، مثل التخزين الشبكي، لا للإلكترونيات أو السيارات، وذلك وفقاً للرئيس التنفيذي لبولي جول، إيلاي باستر.

ولكن، وخلافاً لبطاريات الليثيوم أيون المستخدمة لهذا الغرض حالياً، فإن أنظمة بولي جول لا تتطلب أي أنظمة فعالة للتحكم بالحرارة لحمايتها من الحرارة الزائدة أو الاشتعال، كما يضيف باستر. ويضيف: "نريد صنع بطارية قوية منخفضة التكلفة ويمكن استخدامها في أي مكان، ويمكنك وضعها ببساطة أينما تريد دون أن تقلق بشأنها".  

اقرأ أيضاً: هل يمكن للبطاريات الحديدية الجديدة أن تحل محل بطاريات الليثيوم أيون في تخزين الكهرباء بفعالية؟

البوليمرات الناقلة والتخزين الشبكي

يمكن أن تتحول البوليمرات الناقلة إلى أحد العوامل المهمة في التخزين الشبكي، ولكن تحقق هذا الأمر فعلياً سيعتمد على الأرجح على قدرة الشركة على توسيع نطاق هذه التكنولوجيا، والأهم من ذلك، تكلفة هذه البطاريات، كما تقول سوزان بابينيتش، والتي تترأس برنامج تخزين الطاقة في مختبر أرغون الوطني. 

وتشير بعض الأبحاث إلى تكلفة 20 دولاراً لكل كيلو واط ساعي من التخزين كهدف بعيد الأمد يمكن أن يساعدنا على الوصول إلى نسبة 100% في الاعتماد على الطاقات المتجددة. ويمثل هذا الهدف مرحلة مفصلية تحاول تكنولوجيات بطاريات تخزين شبكي أخرى الوصول إليها. وتقول شركة "فورم إينيرجي" (Form Energy)، والتي تنتج بطاريات الحديد الهوائية، إنها تستطيع الوصول إلى هذا الهدف في العقود المقبلة.

ويعترف باستر بأن بولي جول قد لا تتمكن من تخفيض التكاليف إلى هذا المستوى. وتعمل الشركة حالياً على الوصول إلى 65 دولاراً لكل كيلو واط ساعي من التخزين في أنظمتها الأولى، وفق منطق يقول إن العملاء الصناعيين وشركات الخدمات قد يكونون مستعدين لدفع هذا السعر لأن المنتجات ستدوم فترة طويلة وستكون صيانتها أكثر سهولة.

وحتى الآن، كما يقول باستر، فقد ركزت الشركة على بناء تكنولوجيا سهلة التصنيع، حيث تعتمد على كيمياء تصنيعية قائمة على الماء، وتستخدم آلات متوافرة تجارياً لتجميع خلايا البطاريات، أي أنها لا تحتاج إلى الشروط الخاصة المطلوبة في بعض الأحيان لتصنيع البطاريات.

اقرأ أيضاً: ما هي بطاريات الجرافين؟ وكيف ستجعل صناعة السيارات الكهربائية والهواتف الذكية أكثر صداقة للبيئة؟

ليس من الواضح حتى الآن أي نوع من التركيب الكيميائي للبطاريات سيهيمن على التخزين الشبكي. ولكن مواد بولي جول البلاستيكية تعني انضمام طرف جديد إلى هذه المنافسة.