مستقبل النقل والطاقة… السيارات ستعمل بواسطة الملح والطائرات بالأسمدة

يتجه عالم النقل والمواصلات إلى تحول استراتيجي مهم خلال السنوات المقبلة، حيث من المحتمل أن يؤدي هذا التحول إلى تراجع في الطلب على الوقود التقليدي الذي يصدر منه التلوث الضار بالبيئة.

وحسب تقرير نشرته جريدة «دايلي ميل» البريطانية، واطلعت عليه «القدس العربي» فإن الخبراء يعملون حالياً على إنتاج مركبات وطائرات تعمل بوقود جديد مختلف تماماً عن الوقود المستخدم حالياً والمشتق من البترول.

ويقول الخبراء إنه من المحتمل أن تكون السيارات التي تعمل بالملح أو بمسحوق الخبز والطائرات التي تعمل بالأسمدة قد رأت النور ودخلت الخدمة بحلول نهاية العقد الحالي، أي خلال سبعة سنوات من الآن.

وقال أحد الخبراء في جامعة «أكسفورد» البريطانية إنه يتم حالياً الترحيب ببطاريات الليثيوم أيون باعتبارها تلعب دوراً رئيسياً في التحول نحو الطاقة المستدامة وتستخدم في منتجات مهمة مثل سيارات «تيسلا» وهواتف «آيفون» وغيرهما.

وفي الوقت نفسه، تعتقد العديد من الشركات أن طاقة الهيدروجين هي الطريق «الأخضر» للمضي قدماً في مجال الطيران.

لكن بيل ديفيد، أستاذ الكيمياء غير العضوية في جامعة أكسفورد، يعتقد أنه سيتم تجاوز كليهما بمكونات مفاجئة، أحدها يمتلكه معظم الناس في خزائن مطبخهم.

ويتوقع أن الصوديوم -الموجود في الملح ومياه البحر ومسحوق الخبز- سيصبح المرشح الأوفر لنوع البطاريات المهيمن للسيارات والأدوات اليومية.
ويقول إن هذا العنصر وفير بشكل لا يصدق، وأكثر بكثير من الليثيوم، وهو معدن يتم الحصول عليه من التعدين ويصبح من الصعب العثور عليه بشكل متزايد.

ووضع البروفيسور ديفيد، الذي كان جزءاً من الفريق الذي اخترع بطاريات الليثيوم في عام 1980 توقعاته قبل عرض تقديمي في المؤتمر السنوي للجمعية الأمريكية لتقدم العلوم في واشنطن العاصمة.

وقال: «إنها ليست مثالية تماماً من حيث الأداء، لذلك نحن بحاجة إلى الاثنين» حيث سيظل الليثيوم يتصدر المنتجات المهمة في هذا المجال، لكن سيتواجد المزيد من الصوديوم حوله.

ويقول تقرير «دايلي ميل» إن الصوديوم في طريقه للارتفاع وبحلول عام 2030 ستحتوي معظم السيارات الكهربائية على مزيج من بطاريات الليثيوم والصوديوم.

وتشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2040 لن يكون مفاجئاً أن تكون بطاريات الصوديوم متوفرة بأكثر من 10 أضعاف مقارنة بالليثيوم، وربما حتى 100 مرة.
ويضيف البروفيسور ديفيد: «يمكننا صنع بطاريات الصوديوم من الملح ولكننا نفضل استخدام مسحوق الخبز». وقال إنه لا يوجد سبب يمنعنا من امتلاك سيارات ذات مدى 400 ميل تعمل ببطاريات الصوديوم وحدها.

وأضاف: «يعمل الصوديوم بشكل أفضل في درجات حرارة منخفضة ودرجات حرارة أعلى من بطاريات الليثيوم، ويمكن إعادة تدويرها بسهولة وهي أرخص بكثير».

في غضون ذلك، سيحتاج السفر الجوي إلى اتباع نهج مختلف، حيث يقول البروفيسور ديفيد: «لن نسافر أبداً دولياً وعبر القارات باستخدام البطاريات، فهي ثقيلة للغاية».

وتعتقد العديد من الشركات أن طاقة الهيدروجين هي الطريق إلى الأمام، حيث يقول البروفيسور ديفيد أن الأمونيا الموجودة في الأسمدة هي الحل المستدام.

وحذر تقرير صادر عن منظمة «Net Zero Aviation» من أن استبدال وقود الطائرات التقليدي ببدائل مستدامة سيتطلب من بريطانيا التخلي عن نصف أراضيها الزراعية.

كما ذكر أنه لا يوجد بديل واحد واضح للكيروسين، حيث يتطلب الهيدروجين والوقود الاصطناعي زيادة هائلة في إنتاج الطاقة المتجددة. والبروفيسور ديفيد هو جزء من فريق يهدف إلى جعل السفر الجوي، مدعوماً بإمدادات الأمونيا الحالية مثل الأسمدة، حقيقة واقعة.

وقال: «نحن نعمل على تطوير طائرة تعتمد على الأمونيا ولدينا اهتمام من مصنعي محركات الاحتراق الداخلي».

ويؤكد إنه «من حيث المبدأ يمكننا تعديل طائرة إيرباص A320 أو بوينغ 787 ولمس الجناح لاستبدال وقود الطائرات بالأمونيا».

كيف يتم شحن البطارية؟

من المعروف أن البطاريات تتكون من ثلاثة مكونات: قطب موجب، وقطب سالب، وإلكتروليت، وعندما يتم شحن البطارية، يتم استخراج أيونات الليثيوم من القطب الموجب وتتحرك عبر التركيب البلوري والإلكتروليت إلى القطب السالب، حيث يتم تخزينها.

وكلما حدثت هذه العملية بشكل أسرع، زادت سرعة شحن البطارية، بحسب ما يقول العلماء المتخصصون.

ويمكن أن تقيد المادة المصنوعة منها البطارية هذا المعدل بشدة.

والجرافيت مادة شائعة الاستخدام للقطب السالب لأنه يقبل الأيونات الموجبة جيداً وله كثافة طاقة عالية.

وفي البحث عن مواد قطب كهربائي جديدة، يحاول الباحثون عادة جعل الجسيمات أصغر.

ومع ذلك، من الصعب صنع بطارية عملية من الجسيمات النانوية لأنها تخلق الكثير من التفاعلات الكيميائية غير المرغوب فيها مع الإلكتروليت، لذلك لا تدوم البطارية لفترة طويلة، بالإضافة إلى أنها مكلفة في صنعها.

متابعات