طلاب يصنعون بطاريات من بقايا القهوة

هذه الفكرة والمنتج الفريد لم يأتي من طلاب الهندسة، بل من طلاب متخصصين في الاقتصاد وإدارة الأعمال والتسويق وغيرها.

مجموعة من الطلاب من المدرسة الدولية (جامعة فيتنام الوطنية ، هانوي ) في المختبر - الصورة: NVCC

بطارية القهوة المطحونة من ابتكار مجموعة من طلاب المدرسة الدولية (جامعة هانوي الوطنية). وقد فازت مؤخرًا ببطولة مسابقة "أفكار إبداعية - الشركات الناشئة 2025".

أفكار جديدة

وقال نجوين آنه كوا - المتخصص في التمويل والمحاسبة ومؤسس المشروع - إن فريق البحث وجد الطاقة الكهربائية في بقايا القهوة لأنها تحتوي على العديد من المركبات العضوية الغنية بالكربون مثل السليلوز والهيميسليلوز واللجنين.

ومع ذلك، لاستخدام بقايا القهوة كمواد أقطاب كهربائية في البطاريات الحيوية أو أجهزة تخزين الطاقة، يجب معالجتها وتحويلها إلى مواد كربون نشط.

هذه المواد موصلات جيدة للكهرباء وصديقة للبيئة، مما يجعلها مناسبة كأساس لتصنيع الأقطاب الكهربائية. وصرح خوا: "اعتمدنا في عملنا على مبدأ البطاريات الحيوية، حيث تقوم الكائنات الدقيقة أو الإنزيمات بتحليل المواد العضوية لتوليد الكهرباء، ووجدنا أن بقايا القهوة تُمثل مادةً مُدخلةً لهذه العملية".

من أبرز المراجع عمل فريق بحثي في ​​جامعة إندونيسيا بقيادة البروفيسورة آن زولفيا سيهريال. نجح هذا الفريق في تصنيع بطاريات أكسيد تيتانات الليثيوم (LTO) من مزيج من الكربون النشط المُنتَج من قشور جوز الهند ومادة الجرافيت المُستخلصة من بقايا القهوة.

لا تعد هذه البطارية أخف وزنًا فحسب - من حوالي 500 كجم إلى 200 كجم للسيارات الكهربائية - بل إنها تقلل أيضًا وقت الشحن الكامل من ساعتين إلى 30 دقيقة فقط.

وهكذا، بدأ الفريق العمل على المشروع. تولّت الطالبة نجوين ثي مينه ترانج، المتخصصة في المالية والمحاسبة، مسؤولية البحث عن المنتج وتحليله. وأوضحت ترانج أن المشروع نُفّذ على خمس مراحل، بدءًا من البحث وحتى تشغيل المنتج.

في البداية، أجرى الفريق مسحًا للوثائق العلمية المتعلقة ببطاريات الكتلة الحيوية، وجمع وعالج بقايا القهوة، وزوّدها بالمعدات اللازمة كالأفران والمطاحن. بعد ذلك، أجرى الفريق عملية التحليل الحراري لبقايا القهوة لإنتاج مادة الفحم الحيوي، وحلّلها وحسّن تركيبها ومساحة سطحها لتحقيق أعلى كفاءة.

من هذه المادة، قام الفريق بتصنيع واختبار الأقطاب الكهربائية، وإنشاء الأقطاب الموجبة لتغطية رقائق النحاس، وضمان التوصيل والالتصاق قبل تجميع البطارية لاختبار مكونات الكاثود والأنود والإلكتروليت والفاصل بشكل كامل لتقييم السعة وعمر الدورة وأداء الشحن والتفريغ.

وفي نهاية المرحلة التجريبية، بدأ الفريق في توسيع الإنتاج على نطاق صغير بهدف زيادة الطاقة الإنتاجية، مع تطوير منتجات من مصادر أخرى للكتلة الحيوية إلى جانب بقايا القهوة.

أجرينا بعض الاختبارات المعملية الأولية لقياس أداء البطارية. وأظهرت النتائج أن البطارية قادرة على توليد جهد ثابت يقارب 3 فولت في ظل ظروف تجريبية قياسية، وهو ما يكفي لتشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة الحجم، مثل الساعات الرقمية، وأجهزة الاستشعار، أو نماذج تعليمية في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، وفقًا لترانغ.

تشرح الصفحة أيضًا التقنية التي تستخدمها المجموعة وهي تقنية MFC. في بيئة تحتوي على بقايا القهوة، تُحلل الكائنات الدقيقة المركبات العضوية وتُطلق الإلكترونات، مما يُولّد تيارًا كهربائيًا عند انتقال الإلكترونات بين قطبين.

إن هذا النهج "اثنين في واحد" غالبا ما يقلل التكاليف، ويستغل النفايات الزراعية، ويساهم في الحد من التلوث البيئي، ويفتح اتجاها جديدا للطاقة المتجددة في فيتنام بقيم تكنولوجية واقتصادية واجتماعية واضحة.

منتجات البطاريات من بقايا القهوة من قبل فريق البحث - الصورة: NVCC

عندما يقوم الأشخاص "غير الصناعيين" بإجراء الأبحاث

معظم أعضاء فريق البحث هم من علماء الاقتصاد وإدارة الأعمال والتسويق... وليسوا من الهندسة.

مثل الطالبة دوآن آنه بينه، المتخصصة في الإدارة، فهي المسؤولة عن إدارة المشروع وتحليله. قالت بينه إن معظم الطلاب من القطاع الاقتصادي والمالي، ولكن منذ البداية، قرروا أن المشروع مشروع علمي تكنولوجي، لذا درسوا بشكل استباقي المبادئ الأساسية للكيمياء والكيمياء الكهربائية، وفي الوقت نفسه تواصلوا مع المعلمين وطلاب السنة الأخيرة في الهندسة والمواد وتشاوروا معهم لضمان الدقة في كل خطوة من خطوات البحث.

في البداية، واجهت المجموعة أيضًا صعوباتٍ عديدة، خاصةً عند الحاجة إلى قراءة وثائق متخصصة باللغة الإنجليزية أو فهمٍ متعمقٍ لبنية الأقطاب الكهربائية والتفاعلات البيولوجية. لكن بفضل تقسيم الطلاب إلى أجزاء صغيرة، والدراسة الذاتية عبر مصادر العلوم المفتوحة، وتوجيه المحاضرين، تحسّن فهمهم تدريجيًا، وتمكنوا من تصميم نماذجهم التجريبية الأولية.

في الواقع، ولأننا خبراء اقتصاديون، نتمتع بميزة في التفكير في تحليل الجدوى والأسواق ونماذج التسويق. أما في مجال الهندسة، فنرى فيها فرصة لتوسيع قدراتنا والتواصل مع طلاب الهندسة في المشاريع المستقبلية، كما قال بينه.

وبالإضافة إلى ذلك، قال نهو فو دوي - وهو خريج تخصص إدارة الأعمال الدولية والمسؤول عن تسويق المشروع - إن المجموعة تعاونت بشكل استباقي مع وحدات الأبحاث في جامعة هانوي الوطنية للتحقق من موثوقية نتائج المشروع وتعزيزها.

وتحديداً، تمت عملية تحليل المواد واختبار التوصيل الكهربائي لأقطاب الكربون المنشط في مختبر المدرسة الدولية وبعض المختبرات المتخصصة في جامعة العلوم الطبيعية.

كما تلقى الفريق دعمًا مهنيًا من المحاضرين والخبراء في مجال المواد والطاقة المتجددة لضمان أن تكون نتائج الاختبار مبنية على أسس علمية ومتوافقة مع إجراءات البحث.

حاليًا، تُجرى الاختبارات على نطاق المختبر فقط، وتشمل قياس الجهد وكثافة الطاقة وقابلية التحلل البيولوجي. وفي الفترة المقبلة، نخطط لمواصلة التنسيق مع المختبرات الرئيسية في الجامعة الوطنية لإجراء اختبارات أكثر تعمقًا، وبالتالي توحيد البيانات والسعي إلى معايير دولية تخدم تسويق المنتجات، كما قال الطالب نجوين آنه كوا.

رسالة الحياة الخضراء

وفقًا للمجموعة الطلابية، يحمل المشروع معانٍ عديدة تتعلق بالحياة الخضراء. وقالت الطالبة نجوين ثي نهو كوينه، المتخصصة في إدارة الأعمال الدولية والإدارة المالية والتحليل، إن المجموعة تأمل أن يشعر القراء بروح أعمق للعيش في انسجام مع الطبيعة، ومعرفة كيفية تقدير وتجديد ما يبدو أنه مهمل.

ملعقة من بقايا القهوة لا تبقى بعد فنجان قهوة الصباح فحسب، بل يمكن أن تُصبح خلية طاقة تُسهم في تشغيل المركبات الكهربائية، والأجهزة المنزلية، أو حتى في بناء مدينة خضراء في المستقبل. هذه هي فلسفة التداول ومسؤولية كل فرد وكل شركة، والتي يُمكنها تحويل الأشياء الصغيرة إلى تغييرات كبيرة للمجتمع وللأرض، كما قال كوينه.

الكثير من الإمكانات

وقال الدكتور ها مان هونغ - نائب رئيس كلية العلوم التطبيقية بالمدرسة الدولية ومدرس المجموعة - إن فكرة استخدام بقايا القهوة لإنتاج بطاريات بيولوجية هي اتجاه بحثي جديد نسبيًا في فيتنام، مع العديد من الآثار المترتبة على البيئة والتنمية المستدامة.

وقد أعرب عن تقديره الكبير لروح التعلم التي تتمتع بها مجموعة الطلاب، على الرغم من أنهم لم يأتوا من خلفيات تقنية، إلا أنهم أمضوا الكثير من الوقت في البحث والاطلاع على الوثائق المتخصصة والتواصل بشكل استباقي مع المختبرات في جامعة هانوي الوطنية لإكمال المنتج.

وبحسب الدكتور هونج، ورغم أن المنتج لا يزال في مرحلة الاختبار المعملية فقط، فإن النتائج الأولية تظهر إمكانات تطوير مشجعة، خاصة إذا تلقت المجموعة في المستقبل استثمارات إضافية لمواصلة مراحل البحث الأخرى.

العودة إلى الموضوع

وزن

المصدر: https://tuoitre.vn/sinh-vien-lam-pin-tu-ba-ca-phe-20251015000709668.htm