دانش‌آموزان از تفاله قهوه باتری می‌سازند

این ایده و محصول منحصر به فرد از دانشجویان مهندسی نیست، بلکه از دانشجویان رشته‌های اقتصاد، مدیریت بازرگانی، بازاریابی و غیره است.

گروهی از دانشجویان مدرسه بین‌المللی (دانشگاه ملی ویتنام ، هانوی ) در آزمایشگاه - عکس: NVCC

باتری تفاله قهوه محصول گروهی از دانشجویان مدرسه بین‌المللی (دانشگاه ملی هانوی) است. این محصول اخیراً مقام قهرمانی مسابقه «ایده‌های خلاقانه - استارتاپ Istartup 2025» را از آن خود کرده است.

ایده‌های جدید

نگوین آنه خوآ - دانشجوی رشته مالی و حسابداری و بنیانگذار پروژه - گفت که تیم تحقیقاتی انرژی الکتریکی را در تفاله قهوه پیدا کردند زیرا آنها حاوی ترکیبات آلی غنی از کربن مانند سلولز، همی سلولز و لیگنین هستند.

با این حال، برای استفاده به عنوان مواد الکترود در باتری‌های زیستی یا دستگاه‌های ذخیره انرژی، تفاله‌های قهوه باید فرآوری شده و به مواد کربن فعال تبدیل شوند.

این مواد رسانای خوب الکتریسیته هستند و سازگار با محیط زیست می‌باشند، که آنها را به عنوان پایه‌ای برای ساخت الکترود مناسب می‌کند. خوآ گفت: «ما کار خود را بر اساس اصل باتری‌های زیستی، که در آن میکروارگانیسم‌ها یا آنزیم‌ها مواد آلی را برای تولید برق تجزیه می‌کنند، بنا نهادیم و دریافتیم که تفاله قهوه پتانسیل تبدیل شدن به یک ماده ورودی برای این فرآیند را دارد.»

یکی از مراجع برجسته، کار یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه اندونزی به رهبری پروفسور آن زولفیا سیاریال است. این تیم موفق به ساخت باتری‌های اکسید تیتانات لیتیوم (LTO) از ترکیبی از کربن فعال تولید شده از پوسته نارگیل و ماده گرافیتی به دست آمده از تفاله قهوه شده است.

این باتری نه تنها سبک‌تر است - از حدود ۵۰۰ کیلوگرم به ۲۰۰ کیلوگرم برای خودروهای برقی - بلکه زمان شارژ کامل را از ۲ ساعت به تنها ۳۰ دقیقه کاهش می‌دهد.

بنابراین تیم شروع به کار روی پروژه کرد. دانشجوی نگوین تی مین ترانگ، با گرایش مالی و حسابداری، مسئول تحقیق و تحلیل محصول بود. ترانگ توضیح داد که این پروژه در یک فرآیند پنج مرحله‌ای از تحقیق تا بهره‌برداری از محصول اجرا شده است.

در ابتدا، این تیم به بررسی اسناد علمی در مورد باتری‌های زیست‌توده پرداخت، تفاله‌های قهوه را جمع‌آوری و فرآوری کرد و تجهیزات لازم مانند کوره و آسیاب را در اختیار آنها قرار داد . در مرحله بعد، این تیم تجزیه حرارتی تفاله‌های قهوه را برای ایجاد ماده بیوچار انجام داد، ساختار و سطح آن را تجزیه و تحلیل و بهینه کرد تا به بالاترین راندمان دست یابد.

این تیم از این ماده، الکترودها را ساخت و آزمایش کرد، آندها را برای پوشش فویل مسی ایجاد کرد، رسانایی و چسبندگی را قبل از مونتاژ باتری تضمین کرد تا اجزای کاتد، آند، الکترولیت و جداکننده را به طور کامل آزمایش کند تا ظرفیت، عمر چرخه‌ای و عملکرد شارژ-دشارژ را ارزیابی کند.

در پایان مرحله آزمایشی، تیم شروع به گسترش تولید در مقیاس کوچک کرد و با هدف افزایش ظرفیت، در عین حال محصولاتی از سایر منابع زیست توده علاوه بر تفاله قهوه تولید کرد.

ترانگ گفت: «ما برخی آزمایش‌های آزمایشگاهی اولیه را برای اندازه‌گیری عملکرد باتری انجام داده‌ایم. نتایج نشان می‌دهد که باتری می‌تواند ولتاژ پایداری نزدیک به ۳ ولت را در شرایط آزمایشگاهی استاندارد تولید کند، که برای تأمین انرژی دستگاه‌های الکترونیکی کوچک مانند ساعت‌های دیجیتال، حسگرها یا مدل‌های آموزشی STEM کافی است.»

این صفحه بیشتر توضیح می‌دهد که فناوری مورد استفاده این گروه MFC است. در محیطی حاوی تفاله قهوه، میکروارگانیسم‌ها ترکیبات آلی را تجزیه کرده و الکترون آزاد می‌کنند و با حرکت الکترون‌ها بین دو الکترود، جریان الکتریکی ایجاد می‌شود.

این رویکرد «دو در یک» اغلب هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، از ضایعات کشاورزی استفاده می‌کند و به کاهش آلودگی محیط زیست کمک می‌کند و مسیر جدیدی را برای انرژی‌های تجدیدپذیر در ویتنام با ارزش‌های فنی، اقتصادی و اجتماعی آشکار می‌گشاید.

محصولات باتری از تفاله قهوه توسط تیم تحقیقاتی - عکس: NVCC

وقتی افراد «غیرصنعتی» تحقیق می‌کنند

بیشتر اعضای تیم تحقیقاتی از رشته‌های اقتصاد، مدیریت بازرگانی، بازاریابی و... هستند، نه از رشته‌های مهندسی.

مانند دانشجویی به نام دوآن آن بین - رشته مدیریت - که مسئول اجرا و تحلیل پروژه است. بین گفت که بیشتر دانشجویان از بخش اقتصادی - مالی هستند، اما از همان ابتدا هنگام شروع پروژه، آنها تشخیص دادند که این یک پروژه علمی - فناوری است، بنابراین آنها به طور فعال اصول اولیه شیمی و الکتروشیمی را مطالعه کردند و همزمان با معلمان و دانشجویان سال آخر رشته‌های مهندسی و مواد ارتباط برقرار کرده و با آنها مشورت کردند تا از دقت در هر مرحله از تحقیق اطمینان حاصل شود.

در ابتدا، این گروه با مشکلات زیادی نیز مواجه شد، به خصوص هنگام خواندن اسناد تخصصی به زبان انگلیسی یا درک عمیق ساختارهای الکترود و واکنش‌های بیولوژیکی. با این حال، به لطف تقسیم به بخش‌های کوچک، خودآموزی از طریق منابع علمی آزاد و راهنمایی اساتید، دانشجویان به تدریج درک بهتری پیدا کردند و توانستند مدل‌های تجربی اولیه خود را طراحی کنند.

بین گفت: «در واقع، چون ما اقتصاددان هستیم، در فکر کردن به تحلیل امکان‌سنجی، بازارها و مدل‌های تجاری‌سازی از مزیت برخورداریم. در مورد مهندسی، ما آن را فرصتی برای گسترش ظرفیت خود و ارتباط با دانشجویان مهندسی در پروژه‌های آینده می‌دانیم.»

علاوه بر این، نهو وو دوی - یک متخصص ارشد تجارت بین‌الملل که مسئول بازاریابی این پروژه است - گفت که این گروه به طور فعال با واحدهای تحقیقاتی در دانشگاه ملی هانوی همکاری کرده است تا اعتبار نتایج پروژه را تأیید و افزایش دهد.

به طور خاص، فرآیند تجزیه و تحلیل مواد و آزمایش رسانایی الکتریکی الکترودهای کربن فعال در آزمایشگاه مدرسه بین‌المللی و برخی از آزمایشگاه‌های تخصصی دانشگاه علوم طبیعی انجام شد.

این تیم همچنین از پشتیبانی حرفه‌ای اساتید و متخصصان در زمینه مواد و انرژی‌های تجدیدپذیر برخوردار شد تا اطمینان حاصل شود که نتایج آزمایش مبتنی بر علم بوده و با رویه‌های تحقیقاتی مطابقت دارد.

نگوین آنه خوآ، دانشجو، گفت: «در حال حاضر، آزمایش‌ها فقط در مقیاس آزمایشگاهی انجام می‌شوند، از جمله اندازه‌گیری ولتاژ، چگالی انرژی و زیست‌تخریب‌پذیری. در دوره آینده، ما قصد داریم برای آزمایش‌های عمیق‌تر، به هماهنگی با آزمایشگاه‌های کلیدی دانشگاه ملی ادامه دهیم و از این طریق داده‌ها را استانداردسازی کنیم و استانداردهای بین‌المللی را برای تجاری‌سازی محصول هدف قرار دهیم.»

پیام زندگی سبز

به گفته این گروه دانشجویی، این پروژه معانی زیادی در مورد زندگی سبز دارد. نگوین تی نهو کوئین، دانشجوی رشته تجارت بین‌الملل، مدیریت مالی و تحلیل، گفت که این گروه امیدوار است خوانندگان روحیه عمیق‌تری از زندگی در هماهنگی با طبیعت را احساس کنند و بدانند چگونه از آنچه به نظر می‌رسد دور ریخته می‌شود قدردانی و آن را احیا کنند.

کوین گفت: «یک قاشق غذاخوری تفاله قهوه فقط بعد از یک فنجان قهوه صبحگاهی باقی نمی‌ماند، بلکه می‌تواند به یک سلول انرژی تبدیل شود که به راه‌اندازی وسایل نقلیه الکتریکی، لوازم خانگی یا حتی یک شهر سبز در آینده کمک می‌کند. این فلسفه گردش و مسئولیت هر فرد و هر کسب‌وکاری است که می‌تواند چیزهای کوچک را به تغییرات بزرگی برای جامعه و زمین تبدیل کند.»

پتانسیل زیاد

دکتر ها مان هونگ - معاون رئیس دانشکده علوم کاربردی، مدرسه بین‌المللی و مربی گروه - گفت که ایده استفاده از تفاله قهوه برای تولید باتری‌های بیولوژیکی، یک مسیر تحقیقاتی نسبتاً جدید در ویتنام است که پیامدهای زیادی برای محیط زیست و توسعه پایدار دارد.

او از روحیه یادگیری گروه دانشجویان بسیار قدردانی کرد، اگرچه آنها پیشینه فنی نداشتند، اما زمان زیادی را صرف تحقیق، جستجوی اسناد تخصصی و ارتباط فعال با آزمایشگاه‌های دانشگاه ملی هانوی برای تکمیل محصول کردند.

به گفته دکتر هانگ، اگرچه این محصول در حال حاضر فقط در مرحله آزمایش آزمایشگاهی است، نتایج اولیه پتانسیل توسعه امیدوارکننده‌ای را نشان می‌دهد، به خصوص اگر در آینده این گروه سرمایه‌گذاری بیشتری برای ادامه مراحل تحقیقاتی بیشتر دریافت کند.

بازگشت به موضوع

وزن

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