مصادر البطاريات المستقبلية: الرمل، والملح المنصهر، و… العرق.

ومع ذلك، يرى الباحثون أن مستقبل تخزين الطاقة لا يعتمد كلياً على بطاريات الليثيوم أيون. فهذه البطاريات تتطلب معادن أساسية مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل، وهي مواد تزداد تكلفتها باستمرار وتثير مخاوف بيئية كبيرة وتؤثر على سلاسل التوريد العالمية.

وفي الوقت نفسه، تتمتع العديد من التقنيات الجديدة بعمر افتراضي يصل إلى 20 عامًا، وهي قابلة لإعادة الاستخدام أو إعادة التدوير، ولا تعتمد على المعادن النادرة.

يذوب الملح من الهواء السائل…

أحد الاتجاهات الواعدة هو “بطاريات الهواء السائل”.

في مانشستر الكبرى (إنجلترا)، يستخدم مشروع كارينجتون فائض الكهرباء لتبريد الهواء إلى -196 درجة مئوية، وتحويله إلى سائل بحجم يبلغ حوالي 1/700 من حجمه الأصلي.

عند الحاجة إلى الكهرباء، يُعاد تسخين الهواء السائل، فيتمدد بسرعة عبر توربين لتوليد الطاقة دون انبعاث غازات دفيئة. ويمكن للنظام تخزين الطاقة لساعات أو أسابيع، مما يجعله حلاً واعداً لشبكات الطاقة واسعة النطاق.

في الوقت نفسه، تتبع الولايات المتحدة نهجاً معاكساً تقريباً في صحراء نيفادا: تخزين الطاقة على شكل حرارة من الملح المنصهر.

يستخدم مشروع كريسنت ديونز أكثر من 10000 لوحة شمسية لتسخين خليط من نترات البوتاسيوم ونترات الصوديوم إلى حوالي 560 درجة مئوية. يتم الاحتفاظ بهذه الحرارة لمدة تصل إلى 10 ساعات بعد غروب الشمس، ثم تُستخدم لتوليد البخار الذي يُشغل توربينًا لتوليد الكهرباء.

يجري توسيع نطاق استخدام تقنية صهر الملح في الدنمارك ليشمل قطاع الصناعات الثقيلة. إذ يمكن لنظام بطاريات الملح المنصهر بسعة 1 جيجاواط/ساعة الاحتفاظ بالحرارة لمدة أسبوعين تقريبًا، ثم توليد بخار عالي الحرارة للمصانع، مما يساهم في خفض انبعاثات الكربون في الصناعات التي يصعب تزويدها بالكهرباء.

…للرمل والعرق

لم يقتصر الأمر على الملح فحسب، بل أصبح الرمل أيضاً مادة لتخزين الطاقة.

في بلدة بورناين الفنلندية، يتم استخدام ما يقرب من 2000 طن من حجر الصابون المسحوق كـ “بطارية رملية” عملاقة. يتم تحويل الكهرباء المتجددة إلى حرارة وتخزينها داخل كتلة من الرمل يبلغ ارتفاعها 13 مترًا، مما يوفر حرارة كافية لتدفئة المدارس والمكتبات والمباني العامة لأسابيع متتالية.

ساعد النظام المنطقة المحلية على التوقف تمامًا عن استخدام النفط في شبكة التدفئة الخاصة بها وتقليل استهلاك رقائق الخشب بنسبة 60٪ تقريبًا.

وعلى نطاق أصغر، يعمل العلماء في جامعة طوكيو للعلوم (اليابان) على تطوير رقعة حيوية يمكنها توليد الكهرباء من العرق.

يستخدم الجهاز إنزيمات لتحليل اللاكتات – وهو مركب موجود بكثرة في العرق – لإطلاق الإلكترونات وتوليد تيار كهربائي. تتيح هذه التقنية توفير طاقة مستمرة لأجهزة الاستشعار الطبية والأجهزة القابلة للارتداء دون الحاجة إلى بطاريات قابلة للشحن تقليدية.

بفضل هذا التنوع، يمتلك العالم المزيد من الفرص لحل مشكلة التخزين – وهي الحلقة الأكثر أهمية لكي تحل الكهرباء النظيفة محل الوقود الأحفوري بشكل حقيقي.