لم يحظَ برنامج VinFuture، الفائز بالجائزة الرئيسية، باستقبال جيد في البداية لكونه سابقاً لعصره.

لقد حاز البروفيسور ستانلي ويتينغهام مؤخراً على الجائزة الرئيسية في معرض VinFuture بفضل عمله في ابتكار بطاريات الليثيوم أيون، ولكن في وقت اختراعه، لم يلقَ منتجه استحساناً كبيراً لأنه كان جديداً للغاية.

البروفيسور ستانلي ويتينغهام (82 عامًا)، من جامعة بينغهامتون، جامعة ولاية نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية، هو واحد من أربعة علماء حصلوا على الجائزة الكبرى VinFuture، التي تبلغ قيمتها 3 ملايين دولار (ما يعادل 73 مليار دونغ فيتنامي)، لاختراعه الذي يخلق أساسًا مستدامًا للطاقة الخضراء من خلال إنتاج الخلايا الشمسية وتخزينها باستخدام بطاريات الليثيوم أيون.

ابتكر البروفيسور ستانلي ويتينغهام مبدأ عمل بطاريات الليثيوم أيون، وحدد دور أيونات الليثيوم كناقل شحنة فعال. وكانت إسهاماته حاسمة في تطوير بطاريات الليثيوم أيون، التي تُستخدم في كل شيء بدءًا من الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وصولًا إلى المركبات الكهربائية.

قبل ظهور بطاريات الليثيوم أيون، كان النوعان الأكثر شيوعًا في العالم هما البطاريات الحمضية والبطاريات القلوية. تمثلت عيوب هذه البطاريات في انخفاض إنتاجها للطاقة. وكانت البطاريات القلوية والبطاريات القائمة على النيكل شديدة السمية، لدرجة أنها لم تعد تُستخدم في الأماكن العامة. ورغم أن البطاريات الحمضية كانت أقل سمية، إلا أنها كانت صعبة التدوير وإعادة الاستخدام. أما بطاريات الليثيوم أيون، من ناحية أخرى، فتشغل مساحة أصغر، لكنها توفر طاقة أكبر بخمسة أضعاف، وقابلة لإعادة التدوير بنسبة 99%، وهو فرق جوهري.

لكن في حوالي عام 1974، ابتكر ستانلي ويتينغهام وفريقه البحثي أول نسخة من بطارية ليثيوم أيون قادرة على تخزين الطاقة. لكنه روى قائلاً: "لم تلقَ استحسانًا؛ ربما كان منتجنا سابقًا لأوانه، متقدمًا جدًا على عصره"، مضيفًا أنه توقف عن العمل لمدة تتراوح بين 8 و10 سنوات لأنه لم يحظَ بالاهتمام الكافي.

أوضح بصراحة أن هذا النوع من البطاريات كان يُستخدم في البداية بشكل أساسي في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وبعض أنواع الساعات. لاحقًا، أدركت بعض الشركات المصنعة الكبرى أهميته كتقنية ضرورية. على سبيل المثال، أرادت شركة سوني استخدام هذه التقنية لدمجها في منتجاتها وتواصلت معه، ومنذ ذلك الحين، أصبح هذا النوع من البطاريات أكثر شيوعًا.

يقدم الرئيس فو فان ثونغ (يسار) الجوائز للفائزين الأربعة بالجائزة الرئيسية لـ VinFuture لعام 2023، والبروفيسور ستانلي ويتينغهام (وسط). الصورة: جيانغ هوي

كانت مساهمته اكتشاف أن وضع أيونات الليثيوم بين لوحين من كبريتيد التيتانيوم يُولّد الكهرباء، مستغلًا بذلك الطاقة الهائلة لليثيوم لإطلاق الإلكترونات من الطبقة الخارجية. أوضح البروفيسور ستانلي أن جوهر تكنولوجيا البطاريات يكمن في قدرتها على تخزين الطاقة وشحنها بسرعة، وهي ميزة مرغوبة لدى الجميع. يمكن فهم آلية عمل هذه التكنولوجيا ببساطة على أنها بنية شطيرية ذات طبقات، مع وجود مركب الليثيوم في المنتصف. عند الحاجة إلى الشحن، يُسحب الليثيوم للشحن، ثم يُعاد إلى تلك الطبقات.

كان رائداً في البحث في مفهوم تداخل الأقطاب الكهربائية. كما ركز على تحسين الاستقرار الهيكلي وعدد دورات البطاريات، من خلال تطبيق تفاعلات تداخل الإلكترونات المتعددة لتعزيز استقرارها وسعتها.

بدأ فريق البحث التابع للأستاذ بنواة أولية تضم ما بين 6 و8 أعضاء، ثم توسع تدريجياً ليضم نحو 30 شخصاً، بمن فيهم متعاونون من علماء الفيزياء وعلوم المواد. ومع ذلك، أشار ستانلي إلى أن مسار البحث لم يكن دائماً سلساً، وأن هناك أوقاتاً لم يعد فيها البحث في مجال البطاريات موضوعاً رائجاً.

لكن الآن، تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون في كل ما يحتاج إلى بطارية للتشغيل، من الهواتف والساعات وأجهزة الكمبيوتر إلى المركبات، وحتى في الشركات الكبرى المنتجة للطاقة الشمسية وطاقة الرياح. وقال: "كان من المفترض أن أتقاعد قبل 20 عامًا، ولكن على نحو غير متوقع، ما زلت هنا اليوم، وأرى أن المزيد والمزيد من المركبات الكهربائية تستخدم البطاريات، مثل شركة VinFast التي تمتلك سيارات كهربائية وحافلات كهربائية ودراجات نارية كهربائية".

ستانلي ويتنجهام. الصورة: فوك فان

بفضل جهوده في تطوير أول بطارية ليثيوم أيون، مُنح البروفيسور ستانلي ويتينغهام جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2019، مناصفةً مع البروفيسور جون غودينوف (جامعة تكساس) والبروفيسور أكيرا يوشينو (جامعة ميجو). ووفقًا لمؤسسة نوبل، فقد أحدثت بطاريات الليثيوم أيون ثورة في حياة البشر منذ دخولها السوق عام 1991، مُرَسِّخةً بذلك الأساس لمجتمع لاسلكي خالٍ من الوقود الأحفوري. كما ساهم تطوير بطاريات الليثيوم أيون في جعل السيارات الكهربائية ممكنة، وحفّز نمو الاتصالات اللاسلكية.

مازحًا، قال إنه لم يعد لديه الوقت الكافي لاختبار ما إذا كانت بطاريات الليثيوم هي حقًا "الأبطال الذين ينقذون الأرض" من المشاكل البيئية. ومع ذلك، صرّح بأنه كرّس جزءًا كبيرًا من مسيرته العلمية للاستدامة في مجالي البطاريات والبيئة. وهو يعتقد أنه ينبغي إنتاج البطاريات بطريقة تستهلك طاقة أقل، وأن نقلها لآلاف الأميال من بلد إلى آخر يستهلك طاقة هائلة؛ لذا، يأمل أن تتمكن جميع المناطق والدول من إنتاج بطاريات الليثيوم الخاصة بها.

فيما يتعلق بمسألة نفاد طاقة بطاريات الليثيوم، التي تستخدم العديد من المعادن النادرة، أوضح البروفيسور ستانلي ويتينغهام أن هدفهم هو التخلص من استخدام المعادن المستخرجة باستخدام عمالة الأطفال. ومع استمرار استخدام النيكل على نطاق واسع، يُعطى الفوسفات، الذي يتميز بكثافة طاقة أقل ولكنه أرخص، الأولوية في التطوير. وأشار أيضًا إلى أنه في حال استخدام أشباه الموصلات بكفاءة أكبر، سيقل عدد البطاريات المطلوبة. وقال: "قبل عشر سنوات، كنا نرى أجهزة الكمبيوتر ترتفع حرارتها بشكل كبير؛ أما الآن فنادرًا ما نرى ذلك لأن أشباه الموصلات في أجهزة الكمبيوتر تعمل بكفاءة أعلى بكثير".

يشغل ستانلي ويتينغهام حاليًا منصب أستاذ في جامعة بينغهامتون، وهو المنصب الذي يشغله منذ عام 1988. يضم فريقه البحثي علماء ذوي خبرة، كما يسعى إلى استقطاب باحثين شباب، يأمل في التواصل معهم. خلال زيارته الثالثة إلى فيتنام، قدّم نصيحتين للعلماء الشباب: أولًا، ابحثوا دائمًا فيما يثير اهتمامكم وحماسكم، ولا تركزوا كثيرًا على المال؛ ثانيًا، كونوا على استعداد للاستثمار في مجالات مليئة بالتحديات بعقلية جريئة، وتجنبوا التحفظ المفرط.

نهو كوين

رابط المصدر: https://vnexpress.net/chu-nhan-giai-chinh-vinfuture-tung-khong-duoc-don-nhan-vi-di-truoc-thoi-dai-4690011.html