بلاستيك يتحلل بماء البحر
طور باحثون من مركز ريكين لعلوم المواد الناشئة وجامعة طوكيو مادة بلاستيكية تتحلل في مياه البحر في غضون ساعات، ما يوفر حلا لمشكلة تلوث المحيطات.
وذكر تاكوزو أيدا قائد المشروع، أن البحث حصل على اهتمام كبير من العاملين في قطاع التعبئة والتغليف على الرغم من عدم ذكر فريقه أي تفاصيل بعد بشأن خطط التسويق التجاري.
وأوضح أن المادة الجديدة قوية مثل المواد البلاستيكية المعتمدة على البترول لكنها تتحلل إلى مكوناتها الأصلية عند تعرضها للملح، ويمكن بعد ذلك معالجة هذه المكونات بشكل أكبر عن طريق البكتيريا الموجودة في الطبيعة، ومن ثم تجنب تشكيل اللدائن الدقيقة التي يمكن أن تضر بالحياة المائية وتصل إلى السلاسل الغذائية، مبينا أنه نظرا لوجود الملح في التربة أيضا، فيمكن أن تتحلل قطعة يبلغ طولها حوالي خمسة سنتيمترات على الأرض بعد أكثر من مئتي ساعة.
وأكد إمكانية استخدام المادة تماما مثل البلاستيك العادي عند تلوينها، حيث ركز فريق البحث عمله في الوقت الراهن على أفضل الطرق لتلوينها، لا سيما أن من أبرز مميزات المادة البلاستيكية أنها غير سامة وغير قابلة للاشتعال ولا ينبعث منها ثاني أكسيد الكربون.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
جريدة الوطن
١٩-٠٦-٢٠٢٥
- جريدة الوطن
بطاريات «تتنفس» ثاني أكسيد الكربون
أعلن فريق من الباحثين من جامعة سيري البريطانية عن خطوة مهمة نحو عالم أكثر استدامة تتمثل بنجاحهم في تطوير نموذج أولي مُحسّن لبطارية «ليثيوم- ثاني أكسيد الكربون». يقول دانيال كوماندور الحائز على الزمالة البحثية في كلية الكيمياء والهندسة الكيميائية، والمتخصص في توليد الطاقة المستدامة وتخزينها «لقد انطلقنا نحو ابتكار تقنية بطاريات صديقة للبيئة، إذ تمكنّا من تحسين بطارية (ليثيوم-ثاني أكسيد الكربون) فهي لا تخزن الطاقة وحسب وإنما تختزن ثاني أكسيد الكربون أثناء ذلك». سر المُحفِّز الفعّال يشرح كوماندور المشارك بإعداد الدراسة ذلك بقوله «لطالما عانت بطاريات (ليثيوم-ثاني أكسيد الكربون) من مشكلة في عكس ناتج التفاعل بين الليثيوم وثاني أكسيد الكربون المٌنتج لكربونات الليثيوم. ويحتاج عكسه (أي عكس مسار التفاعل) إلى محفز فعّال، وهو مادة كيميائية تخفض حاجز طاقة التفاعل العكسي». وعلى عكس البطاريات التقليدية مثل (ليثيوم- أيون) تعتمد بطاريات (ليثيوم- ثاني أكسيد الكربون) على تفاعل كيميائي بين الليثيوم وغاز ثاني أكسيد الكربون لتكوين مُركب يُعرف باسم كربونات الليثيوم، وخلال هذا التفاعل تنطلق الطاقة اللازمة أو الكهرباء. وفي المقابل يُحتجز ثاني أكسيد الكربون من الجو داخل البطارية، أي أن البطارية كأنها «تتنفس» ثاني أكسيد الكربون أثناء تشغيلها. وتمثل عملية إعادة الشحن ضرورة لا غنى عنها للبطاريات من أجل تحقيق انتشار تجاري، لكن إعادة تحويل كربونات الليثيوم الناتجة إلى مكوناتها الأساسية عند إعادة شحن البطارية وقفت عائقًا منيعًا لفترة، لأنها تتطلب طاقة عالية. بحسب الدراسة- التي نشرها الفريق في دورية «أدفانسد ساينس»- فالتفاعل الكيميائي صعب العكس يشبه صعود تل بالدراجة، بينما يعمل المحفز الفعّال في الكيمياء على تسطيح هذا التل، مما يسهل الوصول إلى القمة والاستمرار بسلاسة، أي يسهل من إمكانية سير التفاعل إلى الخلف مرة أخرى. وقد نجح الباحثون في استبدال المحفزات المكلفة بمادة رخيصة نسبيًا تُدعى «فوسفوموليبدات السيزيوم» وتقدم خصائص تركيبية وكيميائية استثنائية. ويقول كوماندور «إن فوسفوموليبدات السيزيوم أقل تكلفة، وتعمل كمحفز جيد لأن جزء الفوسفوموليبدات يُشكل سطحًا مثاليًا لتثبيت المتفاعلات عليه، أما السيزيوم فيُساهم في تثبيت البنية لدورات تشغيل طويلة المدى». بطارية تتنفس السموم بفضل استخدام هذا المحفز الجديد حافظت البطارية الجديدة على كفاءتها لأكثر من 100 دورة شحن وتفريغ، وهو رقم كبير نسبيًا لبطاريات الليثيوم-ثاني أكسيد الكربون التي عادةً ما تنهار بعد عشرات الدورات فقط. كما تمكّن الفريق من مراقبة التفاعل العكسي بدقة عبر تقنيات تصوير متقدمة. ويعلق كوماندور «كان من اللافت رؤية مدى فعالية المُحفز في عكس تراكم كربونات الليثيوم بعد إعادة الشحن. ولاحظنا هذا بعد أن شحنّا البطارية ثم فتحناها لفحص القطب تحت المجهر الإلكتروني. لقد نجح في إزالة معظم ناتج التفريغ، مما يُظهر أن التفاعل سار عكسيًا بدرجة عالية». وقد أظهرت النماذج الحاسوبية أن الطاقة اللازمة لتثبيت جزيئات ثاني أكسيد الكربون على سطح المحفز كانت أقل من تلك المرتبطة بالبلاتين، مما يدل على جودة سطح المحفز الجديد وقدرته على امتصاص ثاني أكسيد الكربون وتهيئته للتفاعل. تحدي البطارية النظيفة رغم النتائج الواعدة، يؤكد الفريق البحثي أن ثمة خطوات كثيرة قبل الوصول إلى منتج تجاري يُباع في الأسواق. وأبرز هذه التحديات تتعلق بظروف التشغيل الواقعية، ويشرح كوماندور «تكلفة المحفز كانت حاجزًا مهمًا يعوق التسويق التجاري، لكن التحدي الأكبر يكمن في اختبار البطاريات عند ضغط جزئي أقل لثاني أكسيد الكربون. فقد اختبرنا الخلايا عند ثاني أكسيد الكربون بضغط 1 بار، وهو ضغط مثالي». والخطوة التالية هي معرفة ما إذا كانت ستعمل البطارية بشكل جيد عند 0.1 بار، حينها ستتمكن من التقاط ثاني أكسيد الكربون مباشرة من عوادم السيارات أو المصانع على سبيل المثال. أما عند 0.0004 بار فسيُمكن استخدامها لالتقاط ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء في أي مكان.
جريدة الوطن
٠٤-٠٦-٢٠٢٥
- جريدة الوطن
بلاستيك يتحلل بماء البحر
طور باحثون من مركز ريكين لعلوم المواد الناشئة وجامعة طوكيو مادة بلاستيكية تتحلل في مياه البحر في غضون ساعات، ما يوفر حلا لمشكلة تلوث المحيطات. وذكر تاكوزو أيدا قائد المشروع، أن البحث حصل على اهتمام كبير من العاملين في قطاع التعبئة والتغليف على الرغم من عدم ذكر فريقه أي تفاصيل بعد بشأن خطط التسويق التجاري. وأوضح أن المادة الجديدة قوية مثل المواد البلاستيكية المعتمدة على البترول لكنها تتحلل إلى مكوناتها الأصلية عند تعرضها للملح، ويمكن بعد ذلك معالجة هذه المكونات بشكل أكبر عن طريق البكتيريا الموجودة في الطبيعة، ومن ثم تجنب تشكيل اللدائن الدقيقة التي يمكن أن تضر بالحياة المائية وتصل إلى السلاسل الغذائية، مبينا أنه نظرا لوجود الملح في التربة أيضا، فيمكن أن تتحلل قطعة يبلغ طولها حوالي خمسة سنتيمترات على الأرض بعد أكثر من مئتي ساعة. وأكد إمكانية استخدام المادة تماما مثل البلاستيك العادي عند تلوينها، حيث ركز فريق البحث عمله في الوقت الراهن على أفضل الطرق لتلوينها، لا سيما أن من أبرز مميزات المادة البلاستيكية أنها غير سامة وغير قابلة للاشتعال ولا ينبعث منها ثاني أكسيد الكربون.
الجزيرة
٠٤-٠٥-٢٠٢٥
- الجزيرة
غبار الصحراء الكبرى يضعف الطاقة الشمسية في أوروبا
تسعى أوروبا إلى تحقيق انتقال واسع نحو الطاقة الشمسية والوصول إلى حصة 32% من الطاقة المتجددة بحلول عام 2030 لتحقيق أهداف الطاقة والمناخ، لكن ظاهرة جوية مقلقة تعرقل مسار هذا النمو، وهو غبار الصحراء الكبرى. ويشير بحث جديد عُرض في مؤتمر الاتحاد الأوروبي للعلوم الجيولوجية (EGU25) إلى أن الغبار الذي تحمله الرياح من شمال أفريقيا لا يقلّل من توليد الكهرباء من الطاقة الكهروضوئية في أنحاء أوروبا فحسب، بل يجعل التنبؤ بها أكثر صعوبة. وفي البحث الذي عرض بعنوان "ظل الرياح: توليد الطاقة الكهروضوئية تحت سماء أوروبا المُغبرة"، كشف الدكتور جيورجي فارغا وزملاؤه من مؤسسات مجرية وأوروبية كيف تعطل السماء المغبرة أداء الطاقة الكهروضوئية، وتشكل تحديا لنماذج التنبؤ الحالية. واستند البحث إلى بيانات ميدانية استخلصت من أكثر من 46 حادثة انتقال لعواصف ترابية بين عامي 2019 و2023، ويغطي كلا من أوروبا الوسطى (المجر) وجنوب أوروبا (البرتغال، وإسبانيا وفرنسا، وإيطاليا، واليونان). وتطلق الصحراء الكبرى الأفريقية مليارات الأطنان من الغبار الناعم في الغلاف الجوي سنويا، وتصل عشرات الملايين من الأطنان منه إلى سماء أوروبا عبر حركة الرياح والتيارات الهوائية. إعلان ويشير البحث إلى أن هذه الجسيمات تُشتّت ضوء الشمس وتمتصه، وتقلل من الإشعاع على السطح، وقد تُعزز تكوّن السحب أيضا، مما يضعف إنتاج الطاقة الكهروضوئية في البلدان الأوروبية. ووجد الباحثون أن أدوات التنبؤ التقليدية، التي تستخدم مناخات الهباء الجوي الثابتة، غالبا ما تُخفق في تحقيق أهدافها خلال هذه الأحداث. لذا يوصي الفريق بدمج بيانات حمل الغبار شبه الآنية وربط الهباء الجوي بالسحب في نماذج التنبؤ. وسيسمح هذا -حسب الباحثين- بجدولة أكثر موثوقية للطاقة الشمسية، وتحسين الاستعداد للتقلبات التي يُحدثها الغبار الجوي. وقال الدكتور فارغا إن هناك حاجة متزايدة لأساليب التنبؤ الديناميكية التي تأخذ في الاعتبار العوامل الجوية والمعدنية، فمن دونها، فإن خطر ضعف الأداء وعدم استقرار الشبكة سوف ينمو فقط مع تزايد حصة الطاقة الشمسية في مزيج الطاقة الأوروبية. إلى جانب التأثيرات الجوية، يُشير الفريق أيضا إلى الآثار طويلة المدى للغبار على البنية التحتية المادية للألواح الشمسية، بما في ذلك التلوث والتآكل، وهما عاملان قد يُقللان الكفاءة ويزيدان تكاليف الصيانة. ومن المفترض أن يُسهم هذا البحث في الجهود الجارية بالاتحاد الأوروبي لتحسين القدرة على التكيف مع تغير المناخ وإدارة الطاقة المتجددة، حيث شكلت الطاقة الشمسية 4% من إجمالي توليد الكهرباء في الاتحاد الأوروبي، في الأشهر الخمسة الأولى من عام 2025، مقارنة بـ3% في عام 2024. وتُعد الطاقة الشمسية أكثر استدامة بنحو 20 ضعفا مقارنة بالوقود الأحفوري. وتشير دراسة أجراها معهد "فراونهوفر" الألماني لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE) إلى أن الطاقة الشمسية تُصدر 30 غراما فقط من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط ساعة، مقارنة بـ600 غرام للكهرباء المولدة من الوقود الأحفوري.
