العلماء يبتكرون بطارية حيوية تعمل بالسكر وفيتامين B2 بدلاً من المعادن النادرة

أفادت وکالة آنا الإخباریة، ففي دراسة حديثة، قادها العالم جونغ هوا شون، طوّر الفريق بطارية خلوية تدفقية تستخدم الريبوفلافين (فيتامين B2) وسيطاً لنقل الإلكترونات، بينما يعمل الغلوكوز كمصدر طبيعي للطاقة، في محاكاة مذهلة لكيفية تحويل الجسم للغذاء إلى طاقة. ويؤكد الباحثون أن هذا الابتكار يمثل نموذجاً أولياً لبطارية غير سامة، منخفضة التكلفة وصديقة للبيئة.

وصرح شون: "يمكن لخلايا تدفق الريبوفلافين والغلوكوز توليد الكهرباء من مكونات طبيعية تماماً، ما يفتح آفاقاً جديدة لتخزين الطاقة المنزلية بطريقة آمنة وميسورة التكلفة."

كيف تعمل البطارية؟

تخزن بطاريات التدفق الطاقة في محاليل سائلة (إلكتروليتات) تتحرك بين الأقطاب الكهربائية. وعند انتقالها بين القطبين الموجب والسالب، تحدث تفاعلات كيميائية تولّد أو تخزن الطاقة.

واستخدم الباحثون الغلوكوز بصفته مصدراً متجدداً ومستقراً للطاقة، فيما استبدلوا المعادن النادرة والمكلفة مثل الذهب والبلاتين بفيتامين B2، الذي أظهر قدرة على أداء الوظائف نفسها بثبات عالٍ حتى في ظروف التشغيل القاسية، ما يجعل البطارية أرخص وأكثر أماناً وسهلة التصنيع.

التجارب والنتائج

اختبر الفريق نموذجاً أولياً استخدم أقطاباً كربونية؛ حيث احتوى القطب السالب على مزيج من الغلوكوز والريبوفلافين، في حين استخدم القطب الموجب إما فيروسيانايد البوتاسيوم أو الأكسجين. وأظهرت التجارب أن النظام القائم على فيروسيانايد البوتاسيوم حقق كثافة طاقة مماثلة لبطاريات تدفق الفاناديوم التجارية عند درجة حرارة الغرفة، وهو ما يعكس قدرة الريبوفلافين على منافسة الأنظمة المعدنية التقليدية.

أما النسخة المعتمدة على الأكسجين فكانت أبطأ في الأداء لكنها أكثر كفاءة من حيث التكلفة، ما يجعلها خياراً واعداً للتطبيقات واسعة النطاق، رغم أن حساسية الريبوفلافين للضوء قد تؤدي إلى تفريغ ذاتي تدريجي.

الآفاق المستقبلية

يعتزم الباحثون معالجة مشكلة الحساسية الضوئية من خلال تعديل تركيب الريبوفلافين وتحسين تصميم خلية التدفق. ويرى الفريق أن هذا الابتكار يمكن أن يشكل نقلة نوعية نحو أنظمة تخزين طاقة مستدامة، تتيح تشغيل المنازل والأجهزة الصغيرة دون الاعتماد على المعادن السامة أو سلاسل التوريد المعقدة.