باحث يطور تقنية مبتكرة لتحويل قشور الفاكهة إلى كربون نشط لتخزين الطاقة

نجح الباحث فياني نغويي كيتنج في تحويل نفايات فاكهة المانغوستين إلى حل مبتكر في مجال تخزين الطاقة، من خلال تطوير تقنية جديدة لإنتاج كربون نشط يُستخدم في صناعة المكثفات الفائقة. تُعتبر هذه التقنية اختراقًا علميًا واعدًا يُمكن أن يُحدث تحولًا في كيفية التعامل مع النفايات الزراعية، كما تعزز من كفاءة تقنيات الطاقة المتجددة.
تُعرف المكثفات الفائقة بأنها نوع من خلايا تخزين الطاقة، تشبه البطاريات من حيث الوظيفة، ولكنها تختلف في آلية العمل وسرعة الأداء، حيث تستطيع شحن وتفريغ الطاقة في غضون ثوانٍ أو دقائق، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب دفعات طاقة سريعة مثل فلاشات الكاميرا والساعات الذكية.
تُصنع المكثفات الفائقة عادةً من أقطاب كهربائية تعتمد على الكربون المنشط، الذي يمكن استخراجه من نفايات الكتلة الحيوية مثل قشور الفاكهة. وقد ابتكر كيتنج، زميل ما بعد الدكتوراه في مختبرات "آي ثيمبا"، طريقة بسيطة وفعالة لتحويل قشور المانغوستين إلى كربون نشط عالي المسامية، من خلال مزج القشور المجففة بكربونات البوتاسيوم وتسخينها إلى 700 درجة مئوية، دون الحاجة إلى مرحلة تسخين أولي كما في الطرق التقليدية.
تساهم هذه الطريقة في تقليل استهلاك الكهرباء وخفض التكاليف وتسريع عملية الإنتاج، مما يجعل التقنية مناسبة للتطبيقات التجارية واسعة النطاق. حيث يُمكن استخدام 3 إلى 5 كغ فقط من قشور الفاكهة لإنتاج مئات المكثفات الفائقة.
تتجاوز فوائد هذه التقنية الجانب الصناعي، حيث تمتد لتشمل الفوائد البيئية والاقتصادية، إذ تُستخدم قشور الفاكهة كمادة خام لإنتاج أجهزة تخزين طاقة عالية الكفاءة بدلًا من التخلص منها في مكبات النفايات. كما تُساهم المكثفات الفائقة في دعم استقرار شبكات الطاقة المتجددة عن طريق امتصاص الفائض من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، وإطلاقه عند الحاجة.
على الرغم من أن سوق المكثفات الفائقة لا يزال محدودًا، إلا أن الطلب عليها يتزايد بسرعة، خاصة في مجالات مثل المركبات الكهربائية وأنظمة الطاقة النظيفة والإلكترونيات الاستهلاكية. ووفقًا للأبحاث، يمكن أيضًا استخدام قشور الحمضيات في إنتاج الكربون النشط.
يشير كيتنج إلى أن إفريقيا تمتلك فرصة كبيرة للاستفادة من هذه التقنية، حيث تنمو أشجار المانغوستين بكثافة في مناطق واسعة من القارة. ويمكن لمصانع معالجة الفاكهة أن تؤسس مرافق صغيرة لتحويل نفاياتها إلى كربون نشط وتوريدها لصناعات تخزين الطاقة. ولتحقيق هذا الهدف، يؤكد كيتنج الحاجة إلى تمويل حكومي وخاص، وتوفير البنية التحتية والمعدات، إلى جانب تدريب الكفاءات المحلية.