ابوظبي - ياسر ابراهيم - الجمعة 13 نوفمبر 2026 01:21 مساءً - في خطوة علمية تجمع بين الكيمياء الحيوية وتقنيات الطاقة النظيفة، نجح باحثون في جامعة قرطبة الإسبانية في تطوير نموذج تجريبي لبطارية قابلة لإعادة الشحن، تستخدم فيتامين «B12» المعروف بدوره الحيوي في صحة الإنسان، محفزاً للتفاعلات الكيميائية التي تنتج الكهرباء وتعيد شحن البطارية.
وتمكن النموذج من إتمام ما يصل إلى 250 دورة شحن وتفريغ خلال الاختبارات، في تطور قد يمهد الطريق أمام جيل جديد من حلول تخزين الطاقة، يعتمد على مواد أكثر استدامة وأقل إثارة للمخاوف البيئية مقارنة ببعض تقنيات البطاريات التقليدية.
ويأتي هذا الابتكار في وقت تتزايد فيه الحاجة إلى وسائل آمنة وفعالة لتخزين الكهرباء، خصوصاً مع التوسع في استخدام مصادر الطاقة المتجددة، مثل الشمس والرياح، التي يتفاوت إنتاجها بحسب الظروف المناخية، ما يجعل تخزين الفائض منها تحدياً رئيسياً أمام التحول إلى الطاقة النظيفة.
اعتمد الباحثون في تصميمهم على تقنية بطاريات الزنك-هواء، التي تولد الكهرباء من خلال تفاعلات كيميائية تجمع بين الزنك والأكسجين الموجود في الهواء المحيط، بدلاً من الاعتماد على تخزين جميع المواد المتفاعلة داخل البطارية.
وتمنح هذه الآلية البطارية وزناً أخف وكثافة طاقة مرتفعة، أي قدرتها على تخزين كمية كبيرة من الطاقة مقارنة بوزنها، كما أن بطاريات الزنك-هواء مستخدمة بالفعل في بعض الأجهزة الصغيرة، مثل المعينات السمعية.
إعادة التدوير
ويتميز الزنك بأنه معدن متوافر وقابل لإعادة التدوير، فضلاً عن أن هذه البطاريات تستخدم إلكتروليتات مائية غير قابلة للاشتعال، ما يجعلها خياراً واعداً من ناحية السلامة مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون، التي ترتبط عملية استخراج بعض موادها الخام بتحديات اقتصادية واجتماعية وبيئية.
لكن تحويل بطاريات الزنك-هواء إلى بطاريات قابلة لإعادة الشحن ظل يمثل تحدياً علمياً، إذ تتطلب هذه العملية محفزاً قادراً على دعم التفاعلات الكيميائية في الاتجاهين؛ سواء عند توليد الكهرباء أو عند إعادة شحن البطارية.
تحفيز التفاعلات
وجد فريق البحث أن فيتامين «B12»، المعروف أيضاً باسم الكوبالامين، يمتلك خصائص تجعله مناسباً لأداء هذه المهمة، بفضل احتوائه على عنصر الكوبالت في تركيبته الجزيئية، وهو عنصر يساعد على تحفيز التفاعلات اللازمة لعمل البطارية.
وأوضح الباحث أنطونيو خيسوس فرنانديز روميرو أن الفيتامين أثبت قدرته على تلبية المتطلبات اللازمة للعمل محفزاً فعالاً، إذ يساعد أثناء تفريغ البطارية على اختزال الأكسجين وتحويله إلى ماء، بينما يعزز خلال عملية الشحن إنتاج الأكسجين، وهو ما يتيح استمرار التفاعل في الاتجاه المعاكس.
وعلى الرغم من ارتباط فيتامين B12 أساساً بوظائف حيوية في جسم الإنسان، فإنه يُنتج طبيعياً بواسطة أنواع معينة من البكتيريا، كما يُصنّع تجارياً للاستخدامات الغذائية والدوائية، ويوجد في أطعمة ذات أصل حيواني، ويُستخدم للوقاية من نقص الفيتامين وعلاجه.
تحديات
واجه الباحثون عقبة تقنية تمثلت في أن فيتامين B12 يذوب بسهولة في الماء، ما يصعّب إضافته مباشرة إلى بطارية تعتمد على إلكتروليت مائي، إذ قد يؤدي ذوبانه إلى فقدانه من موقع التفاعل.
وللتغلب على ذلك، ابتكر الفريق طريقة لتثبيت جزيئات الفيتامين على أنابيب كربون نانوية أحادية الجدار، وهي تراكيب كربونية بالغة الدقة، تعمل على إبقاء الفيتامين في موضعه داخل البطارية، مع السماح له بالمشاركة في التفاعلات الكيميائية.
واستلهم الباحثون هذه الطريقة من آلية ارتباط الأحماض الأمينية بعضها ببعض لتكوين البروتينات، في توظيف لخصائص المواد الطبيعية لتطوير تقنيات جديدة لتخزين الطاقة.
وقال الباحث مانويل كانو لونا إن الفريق انطلق في عمله من دراسة الخصائص الموجودة في المواد الطبيعية، واستكشاف إمكانية توظيفها في ابتكار بطاريات جديدة.
جزيئات حيوية
ويمثل النموذج الجديد ثالث تجربة يطورها فريق الكيمياء الفيزيائية في معهد الكيمياء للطاقة والبيئة بجامعة قرطبة، باستخدام جزيئات حيوية محفزاً للتفاعلات داخل البطاريات.
فقد سبق للفريق اختبار الهيموغلوبين، الذي يحتوي على الحديد، وكذلك إنزيم الكاتالاز، في نماذج أولية لبطاريات الزنك-هواء. غير أن التجربة الجديدة حققت تقدماً مهماً، إذ أتاح استخدام فيتامين B12 تطوير بطارية قابلة لإعادة الشحن، نجحت في إتمام ما يصل إلى 250 دورة خلال الاختبارات.
ورغم أن التقنية لا تزال في مرحلة النموذج التجريبي، فإن نتائج الدراسة تشير إلى إمكان الاستفادة من الجزيئات الموجودة في الطبيعة لتطوير أنظمة تخزين طاقة أكثر استدامة، وربما أقل تكلفة مستقبلاً.
وإذا نجحت الأبحاث اللاحقة في تحسين أداء هذه البطاريات وتوسيع نطاق استخدامها، فقد تصبح بطاريات الزنك-هواء القابلة لإعادة الشحن إحدى الوسائل المساعدة على تخزين فائض الكهرباء الناتجة عن مصادر الطاقة المتجددة، بما يعزز موثوقية إمدادات الطاقة النظيفة ويدعم التحول نحو مستقبل أقل اعتماداً على الوقود الأحفوري.
أخبار متعلقة :