بطاريات التدفق العضوي مستقبل البشرية

فكيف تعمل بطاريات التدفق العضوي؟ تنتزع الإلكترونات وتحرر من خلال مركبات مكونة من عناصر متوفرة في البيئة، بأسعار زهيدة، يوفرها الماء، مثل الكربون، والبوتاسيوم، والأكسجين، والهيدروجين، والنيتروجين، والحديد. وما يميز هذه المركبات أنها غير سامة، وغير قابلة للاشتعال، ومتوفرة بشكل كبير، ما يجعلها أكثر أماناً من أنظمة البطاريات الأخرى المعروفة. وتعتمد هذه البطاريات على تفاعلات الأكسدة والإرجاع، لتخزين الطاقة في السوائل التي تمرر خلال البطارية المكونة من خلايا إلكتروكيمائية، أثناء عمليتي الشحن والتفريغ. ويضخ سائلان أولهما موجب والثاني سالب إلى جانبي البطارية، وعندما يشحن مصدر الطاقة البطارية، فإنها تسحب الإلكترونات من السائل الموجب من خلال تفاعل أكسدة، وتدفعها في اتجاه السائل السالب، وعند تشغيل البطارية تندفع الإلكترونات في الاتجاه العكسي وينتج عن ذلك تيار كهربي. في الجانب السالب من البطارية الحمضية يستخدم «الأنثراكينون»، ما يؤدي إلى خفض تكلفة البطارية، إلا أن ذلك يتطلب استخدام «البرومين» في جانبها الآخر، ما يجعلها غير صالحة للاستخدام في المنازل بسبب خواصه السامة. ويقول العلماء إنه يمكن استخدام الوسط القاعدي بدلاً من الوسط الحمضي، في البطاريات المعتمدة على «الكينون»، إذ يذوب «الهيدروكسي أنثراكينون» ذوباناً كاملاً في الوسط القاعدي. ويمكن بعد ذلك استخدام مركبات غير سامة وغير قابلة للاشتعال، بدلاً من «البرومين»، تتميز بتوفرها في الطبيعة، مثل «أيون الفيريسيانيد». ولأن وسائط تخزين الطاقة في بطاريات التدفق سائلة، فمن الممكن ضخ هذه السوائل في خزانات بمجرد الانتهاء من شحنها. ومن ثم يمكن لهذه البطاريات تخزين كميات هائلة من الطاقة. وتتطلب أوساط التخزين أملاحاً معدنية باهظة الثمن مثل «الفاناديوم»، كما أنه في بعض الأحيان يستلزم الأمر طلاء الأقطاب الكهربائية بطبقة من البلاتين، أو من معادن أخرى محفزة للتفاعل الكيميائي. ولذا كان لا بد من استخدام جزيئات «الكينون» بعد مزجها مع «حمض الكبريتيك» على أحد جوانب الغشاء، وخليط من «البرومين» و«حمض الهيدروبروميك» على الجانب الآخر منه، وإخلاء الأقطاب الكهربائية من الكربون.