أفادت تقارير حديثة أن ثمة تقدمًا كبيرًا في البحث عن حلول مستدامة وفعالة لتخزين الطاقة باستخدام المخلفات العضوية، وقد كان أبرزها تقرير مركز أبحاث إعادة التدوير التابع لمجلس البحوث الأسترالي، الذي أشار إلى إمكانية استخدام مخلفات القهوة في بناء الأقطاب الكهربائية في الجيل الثاني من بطاريات الليثيوم والكبريت التي ستتميز بعمر افتراضي أطول بعشرة أضعاف مقارنة ببطاريات الليثيوم الحالية.
قبل الحديث عن دور بقايا القهوة في بطاريات الليثيوم والكبريت، لا بد من إلقاء نظرة على مكونات البطاريات التقليدية، التي تتضمن خلاياها ثلاثة عناصر رئيسة هي الكاثود (قطب موجب) والأنود (قطب سالب) والإلكترود (موصل كهربائي). تنشط هذه البطاريات عند الوصل بين القطبين الموجب والسالب بوساطة سلك. وتتحدد مواصفات البطارية، مثل السعة والجهد والعمر، وفقًا للمواد المختارة لصنع الأنود والكاثود والإلكترود.
تتألف بطاريات الليثيوم كذلك من الأنود والكاثود والإلكترود، ولكنها تشتمل على عازل ومجمع تيار موجب وآخر سالب. يخزن كلا القطبين الموجب والسالب الليثيوم، وتوجد مواد عدة تستخدم في إنتاج هذه الأقطاب، أكثرها شيوعًا أكسيد الليثيوم كوبالت لصناعة الكاثود، والغرافيت لصناعة الأنود.
كيفية استخدام بقايا القهوة في تصنيع بطاريات السيارات الكهربائية
توصلت دراسة مركز أبحاث إعادة التدوير إلى إمكانية استخدام بقايا القهوة بدلاً من الغرافيت لتصنيع قطب الأنود، وذلك بعد تحويلها إلى كربون مساميّ بوساطة عملية تسمى التحلل الحراري. تتعرض بقايا القهوة في أثناء هذه العملية إلى درجة حرارة تبلغ 800 درجة مئوية، ثم توصل بمادة بلاستيكية رابطة لتكوين الأنود العضوي.
وقد وجد المركز أن البنية المسامية لبقايا القهوة تساعد على احتجاز العناصر الكيميائية ومنعها من التحرر، ما يؤدي إلى رفع الكفاءة وزيادة عمر بطارية الليثيوم والكبريت المعروفة بضعف استقرار عناصرها الكيميائية، ومن ثم تقليص سعة البطارية بعد دورات شحن وتفريغ متتالية.
بعد اختبار الأنودات العضوية، تبين أن قدرة التخزين الحراري تساوي 285 مللي أمبير في الساعة، وهي قدرة متواضعة مقارنة بالبطاريات الحديثة، لكنها أعلى بكثير من قدرة الأنودات المصنوعة من أنواع أخرى من المخلفات العضوية مثل بقايا الأعشاب البحرية وقش الأرز والزيتون. والدليل على ذلك أن كفاءتها وصلت إلى 98% حتى بعد 100 دورة شحن وتفريغ.
