كنا قد تحدثنا في المقال السابق عن سبب وصول أداء الفريد للبوليميد في تخزين الطاقة هو امتلاكه جزيئات أصغر ومساحة سطح كبيرة مما يسهل انتقال حاملات الشحنة، ولكن قد يتساءل البعض ما علاقة مساحة السطح لأقطاب البطاريات بكفاءتها؟
ولهذا السبب سأتحدث اليوم عن أهم تقنية في عالم البطاريات وتخزين الطاقة وهي (MOF (Metal-Organic Frameworks.
بداية دعونا نذكر أنه بعد وصول العلماء إلى أن غاز الهيدروجين هو أفضل عنصر لتخزين الطاقة من المصادر المتجددة كالشمس والرياح واجه العلماء مشكلة في تخزين الهيدروجين واستخدامه كوقود في المركبات كونه سيحتاج إلى وعاء كبير لخزنه مما قد يؤدي إلى رفع تكلفة سيارات الهيدروجين بل وسيجعل حجمها كبير مما يقلل من كفاءتها، فلذلك كان التحدي الأكبر أمام العلماء في كيفية المحافظة على حجم السيارة المتعارف عليها وتزويدها بكمية كبيرة من غاز الهيدروجين في مساحة قليلة بحيث تكون هذه الكمية من وقود الهيدروجين كافية لكي تعمل السيارة لساعات طويلة، وهنا جاء دور الموسوعة و الكيميائي العالم البروفيسور عمر ياغي في ابتكار تقنية تخزين تسمى:
MOF (Metal – organic frameworks)
فما هي هذه المادة ؟
تمتلك هذه المادة مسامات هائلة ذو مساحات سطحية واسعة تمكنها من خزن كمية كبيرة جداً من ذرات الغاز بأحجام صغيرة، تصل مساحة تلك المسامات إلى (10000) مترمربع لكُلِ جرام وهذا يعني أن المساحة الداخلية لجرام واحد من هذه المادة تعادل مرة ونصف مساحة ملعب كرة قدم.
هذا يعني أننا نستطيع تخزين كميات هائلة من ذرات غاز الهيدروجين في هذه المادة في حيز صغير، وهذا بدوره سيساعد على الحفاظ على حجم السيارات المتعارف عليها ويمكن تشغيلها بوقود الهيدروجين لأوقات طويلة جداً وقطع مسافات تعادل السيارات التي تعمل حالياً بالبنزين دون الحاجة لضغط الهيدروجين.
حيث أن مركبة خلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين تتكون من خزان هيدروجين ومحللات هيدروجين ومحرك وبطاريات يتم دمج كل من غاز الأكسجين من الجو و الهيدروجين في المحلل وينتج عن الاندماج طاقة كهربائية وماء، يقوم المحول بتغذية المحرك الكهربائي لكي يدور ويشحن البطاريات.
رابط تفصيلي وشرح دقيق لتقنية MOF يقدمه البروفسور عمر بنفسه:
