يشكّل ابتكار تحويل المخلفات النفطية إلى مكثفات فائقة ثورة تقنية، تتفوق على ما أنجزته البطاريات في مسار التحول للطاقة النظيفة.
وبحسب موسوعة مفاهيم الطاقة لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، تعدّ نفايات النفط (Waste Oil) مخلّفات أكثر سوءًا من النفط المستعمل (Used Oil)، وتختلف عنه في أن الأولى لا يمكن الاستفادة منها لعدم مطابقتها مواصفات المخلّفات.
ومن أمثلة المخلّفات غير القابلة للاستعمال: النفايات المتبقية عقب تنظيف قاع صهاريج تخزين النفط المستعمل، أو الناجمة عن تطهير التسرب النفطي.
وقد تُصنّف في بعض الأحيان بوصفه "مخلّفات خطرة"، وفق تعريف شركة غرين تك إنرجي (Green Tech Energy) المعنية بإدارة المخلفات في سنغافورة.
استعمال المخلفات النفطية
حوّل علماء صينيون المخلفات النفطية غير المطابقة للمواصفات إلى مكثفات فائقة (Supercapacitors)، التي تُعرف بأنها تقنية تخزين تتجنب عيوب البطاريات وطرق التخزين التقليدية، رغم مواصفاته الرديئة السابق ذكرها.
ومن شأن هذا الابتكار أن يشكّل طفرة في معادلة تخزين الطاقة، الضرورية لمسار الانتقال والتحويل.
وتتيح هذه التقنية سبلًا مستدامة لتصنيع المكثفات الفائقة، جنبًا إلى جنب مع الاستفادة من المخلّفات والنفايات النفطية في الوقت ذاته، حسب ما نقله موقع إنترستنج إنجينير عن أكاديمية العلوم الصينية (CAS).
وأوضح المشارك في الدراسة، الباحث سويون شو، أن التعامل مع النفط غير المطابق للمواصفات لا يمثّل إعادة تدوير للمخلّفات فقط، لكنه يعدّ -أيضًا- مادة خامًا ضرورية لإنتاج المكثفات الفائقة.
وأضاف أن الابتكار الصيني يقوم على تطوير مسام مخلفات النفط وتنشيطها بالنيتروجين لتعزيز أداء المكثفات، وتوفير مسار جديد يمكن من خلاله تخزين الطاقة المستدامة بكفاءة عالية.
مواد كربونية تعزز التخزين
ابتكر باحثون من جامعتي "شنغهاي للعلوم" و"تونغجي" الصينيتين مواد كربونية مرتفعة الأداء مشبعة بالنيتروجين، باستعمال مشتقات ومكونات من المخلفات النفطية مثل: الميلامين وحمض اللينولييك.
وتمتاز هذه المكونات بأنها تشابه أقطاب المكثفات الفائقة الكهربائية، وبعد تسخينها إلى درجات حرارة مرتفعة، ينشّطها هيدروكسيد البوتاسيوم، ما يوفر مساحة مناسبة لزيادة قدرة تخزين المكثفات.
وباستعمال هذه المخلّفات مادةً لتخزين الطاقة بالمكثفات الفائقة، تتلافى تقنيات الطاقة النظيفة عيوب طول مدة شحن وتفريغ البطاريات بوتيرة سريعة.
وبذلك تعمل المكثفات الفائقة بمثابة ذرات كربونية ذات مسامات هرمية تؤدي دورًا في كفاءة نقل الأيونات.
وتمثّل نسبة النيتروجين معيارًا للتحكم في بنية وخصائص المكثفات الفائقة، مع مرونة التعديل في درجة التوصيل.
وتوصّل الباحثون إلى مادة لأقطاب المكثفات، وتمتاز هذه المادة بأنها ذات قدرة تخزين عالية تصل إلى 86.5%.
تطبيقات محتملة للتقنية
طرحت الدراسة تطبيقات محتملة للتقنية، في ظل إمكان إنتاج المكثفات النيتروجينية عالية الأداء بصورة اقتصادية ومستدامة.
وبرهنت الدراسة على أن تحويل المخلّفات النفطية إلى مكثفات فائقة يعود بالنفع على تخزين الطاقة في السيارات الكهربائية.
ومن شأن إعادة استعمال النفط غير المطابق للمواصفات أن يسهم في: تنويع تقنيات تخزين الطاقة، وتعزيز الاقتصاد الدائري، وتقليص النفايات البيئية.
وتبرز الميزة الأهم للتقنية الصينية في الاستفادة من مخلّفات الوقود الأحفوري وتحويلها إلى مكونات صديقة للبيئة، وقد يؤدي التطوير الإضافي للتقنية إلى تعزيز تخزين الطاقة المتجددة ونشر أنظمة تخزين "خضراء" على الصعيد العالمي.
وأقرّ الباحثون بدور الابتكار في تأمين مستقبل طاقة أكثر نظافة وكفاءة، يقوم على تحويل المواد التي تسعى الحكومات للتخلص منها إلى مصادر طاقة مستدامة قابلة للدمج في السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة المتجددة.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
المصادر:
- تفاصيل الابتكار الصينية لتحويل المخلفات النفطية إلى مكثفات للتخزين، من موقع إنترستنج إنجينيرنج.
- تعريف مخلفات النفط غير المطابقة للمواصفات وأمثلة لها، من موقع شركة غرين تك إنرجي.
