תלמידים מכינים סוללות מגרגרי קפה

pin - Ảnh 1. — קבוצת סטודנטים מבית הספר הבינלאומי (האוניברסיטה הלאומית של וייטנאם, האנוי ) במעבדה - צילום: NVCC

סוללת גרגירי הקפה היא תוצר של קבוצת סטודנטים מבית הספר הבינלאומי (האוניברסיטה הלאומית של האנוי). המוצר זכה לאחרונה באליפות תחרות "רעיונות יצירתיים - סטארט-אפ Istartup 2025".

רעיונות חדשים

נגוין אן חואה - בעל התמחות במימון וחשבונאות, מייסד הפרויקט - אמר שצוות המחקר מצא אנרגיה חשמלית בגרגרי קפה משום שהם מכילים תרכובות אורגניות עשירות בפחמן כמו תאית, המיצלולוז וליגנין.

עם זאת, כדי שישמשו כחומרי אלקטרודה בסוללות ביולוגיות או במכשירי אחסון אנרגיה, יש לעבד את טחוני הקפה ולהמיר אותם לחומרי פחם פעיל.

חומרים אלה מוליכים חשמל טובים וידידותיים לסביבה, מה שהופך אותם למתאימים כבסיס לייצור אלקטרודות. "ביססנו את עבודתנו על עקרון הסוללות הביולוגיות, שבהן מיקרואורגניזמים או אנזימים מפרקים חומר אורגני כדי לייצר חשמל, ומצאנו שלגרגירי קפה טחונים יש פוטנציאל כחומר קלט לתהליך זה", אמר חואה.

אחת ההתייחסויות הבולטות היא עבודתו של צוות מחקר באוניברסיטת אינדונזיה בראשות פרופסור אן זולפיה סיאריאל. צוות זה הצליח לייצר סוללות ליתיום טיטנאט אוקסיד (LTO) משילוב של פחמן פעיל המופק מקליפות קוקוס וחומר גרפיט המופק מגרגרי קפה.

לא רק שהסוללה הזו קלה יותר - מכ-500 ק"ג ל-200 ק"ג עבור מכוניות חשמליות - היא גם מקצרת את זמן הטעינה המלאה משעתיים ל-30 דקות בלבד.

אז הצוות החל לעבוד על הפרויקט. הסטודנט נגוין טי מין טראנג, בעל התמחות במימון וחשבונאות, היה אחראי על מחקר וניתוח המוצר. טראנג הסביר שהפרויקט יושם בתהליך בן חמישה שלבים, החל ממחקר ועד להפעלת המוצר.

בתחילה, הצוות ערך סקר של מסמכים מדעיים על סוללות ביומסה, אסף ועיבד גרגירי קפה, וצייד בציוד הדרוש כגון תנורים ומטחנות. לאחר מכן, הצוות ביצע פירוליזה של גרגירי קפה ליצירת חומר ביו-פחם, ניתח וייעל את המבנה ושטח הפנים כדי להשיג את היעילות הגבוהה ביותר.

מחומר זה, הצוות ייצר ובדק אלקטרודות, ויצר אנודות לציפוי נייר נחושת, תוך הבטחת מוליכות והידבקות לפני הרכבת הסוללה כדי לבדוק באופן מלא את הקתודה, האנודה, האלקטרוליט והמפריד כדי להעריך את הקיבולת, מחזור החיים וביצועי הטעינה-פריקה.

בסוף שלב הפיילוט, הצוות החל להרחיב את הייצור בקנה מידה קטן ולכוון להגדיל את הקיבולת, תוך פיתוח מוצרים ממקורות ביומסה אחרים מלבד טחון קפה.

"ערכנו מספר בדיקות מעבדה ראשוניות כדי למדוד את ביצועי הסוללה. התוצאות מראות שהסוללה יכולה לייצר מתח יציב של כמעט 3 וולט בתנאי ניסוי סטנדרטיים, מספיק כדי להפעיל מכשירים אלקטרוניים קטנים כמו שעונים דיגיטליים, חיישנים או מודלים חינוכיים בתחום ה-STEM", אמר טראנג.

הדף מסביר עוד שהטכנולוגיה בה משתמשת הקבוצה היא MFC. בסביבה המכילה גרגירי קפה, מיקרואורגניזמים מפרקים תרכובות אורגניות ומשחררים אלקטרונים, ויוצרים זרם חשמלי כאשר אלקטרונים נעים בין שתי אלקטרודות.

גישה זו של "שניים באחד" מפחיתה לעיתים קרובות עלויות, מנצלת פסולת חקלאית ותורמת להפחתת זיהום הסביבה, ופותחת כיוון חדש לאנרגיה מתחדשת בווייטנאם בעלת ערכים טכנולוגיים, כלכליים וחברתיים ברורים.

pin - Ảnh 2. — מוצרי סוללה מקפה טחון על ידי צוות המחקר - צילום: NVCC

כאשר אנשים "לא-תעשייתיים" עושים מחקר

רוב חברי צוות המחקר הם מכלכלה, מנהל עסקים, שיווק... לא מהנדסה.

כמו הסטודנט דואן אן בין - המתמחה בניהול - אחראי על תפעול וניתוח הפרויקט. בין אמר שרוב הסטודנטים מגיעים מהמגזר הכלכלי-פיננסי, אך כבר מההתחלה, בעת תחילת הפרויקט, הם קבעו שמדובר בפרויקט מדעי-טכנולוגי, ולכן הם למדו באופן יזום את עקרונות היסוד של כימיה ואלקטרוכימיה, ובמקביל יצרו קשר והתייעצו עם מורים ותלמידי י"ב בהנדסה וחומרים כדי להבטיח דיוק בכל שלב במחקר.

בהתחלה, הקבוצה נתקלה גם בקשיים רבים, במיוחד כשנדרשה לקרוא מסמכים ייעודיים באנגלית או להבין לעומק את מבני האלקטרודות והתגובות הביולוגיות. עם זאת, הודות לחלוקה לחלקים קטנים, לימוד עצמי באמצעות מקורות מדע פתוח והדרכת מרצים, הסטודנטים הבינו בהדרגה טוב יותר ויכלו לתכנן מודלים ניסויים ראשוניים משלהם.

"למעשה, מכיוון שאנחנו כלכלנים, יש לנו יתרון בחשיבה על ניתוח היתכנות, שווקים ומודלים של מסחור. באשר להנדסה, אנו רואים בכך הזדמנות להרחיב את הקיבולת שלנו וליצור קשר עם סטודנטים להנדסה בפרויקטים עתידיים", אמר בינה.

בנוסף, נהו וו דוי - סטודנט למנהל עסקים בינלאומי האחראי על שיווק הפרויקט - אמר כי הקבוצה שיתפה פעולה באופן יזום עם יחידות מחקר באוניברסיטה הלאומית של האנוי כדי לאמת ולשפר את אמינות תוצאות הפרויקט.

באופן ספציפי, תהליך ניתוח החומרים ובדיקת המוליכות החשמלית של אלקטרודות פחם פעיל בוצע במעבדה של בית הספר הבינלאומי ובכמה מעבדות ייעודיות של אוניברסיטת מדעי הטבע.

הצוות קיבל גם תמיכה מקצועית ממרצים ומומחים בתחום החומרים והאנרגיה המתחדשת כדי להבטיח שתוצאות הבדיקה מבוססות מדעית ועומדות בהליכי המחקר.

"נכון לעכשיו, הבדיקות הן רק בקנה מידה מעבדתי, כולל מדידת מתח, צפיפות אנרגיה ופירוק ביולוגי. בתקופה הקרובה, אנו מתכננים להמשיך לתאם עם מעבדות מפתח של האוניברסיטה הלאומית לבדיקות מעמיקות יותר, ובכך לתקנן את הנתונים ולכוון לתקנים בינלאומיים שישרתו את מסחור המוצר", אמר הסטודנט נגוין אן חואה.

מסר לחיים ירוקים

לדברי קבוצת הסטודנטים, לפרויקט יש משמעויות רבות בנוגע לחיים ירוקים. הסטודנטית נגוין טי נו קווין - המתמחה בעסקים בינלאומיים, ניהול פיננסי וניתוח - אמרה שהקבוצה מקווה שהקוראים יחושו רוח עמוקה יותר של חיים בהרמוניה עם הטבע, בידיעה כיצד להעריך ולחדש את מה שנראה כמוזנח.

"כפית של גרגירי קפה לא נשארת סתם אחרי כוס קפה של בוקר, אלא יכולה להפוך לתא אנרגיה התורם להפעלת כלי רכב חשמליים, מכשירי חשמל ביתיים או אפילו עיר ירוקה בעתיד. זוהי פילוסופיית המחזור והאחריות של כל אדם וכל עסק שיכולה להפוך דברים קטנים לשינויים גדולים עבור הקהילה וכדור הארץ", אמר קווין.

הרבה פוטנציאל

ד"ר הא מאן הונג - סגן ראש הפקולטה למדעים יישומיים בבית הספר הבינלאומי, ומרצה בקבוצה - אמר כי הרעיון של שימוש בגרגרי קפה לייצור סוללות ביולוגיות הוא כיוון מחקר חדש יחסית בווייטנאם, עם השלכות רבות על הסביבה ופיתוח בר-קיימא.

הוא העריך מאוד את רוח הלמידה של קבוצת הסטודנטים, למרות שלא הגיעו מרקע טכני, הם הקדישו זמן רב למחקר, חיפוש מסמכים ייעודיים ויצירת קשר יזום עם מעבדות באוניברסיטה הלאומית של האנוי כדי להשלים את המוצר.

לדברי ד"ר הונג, למרות שהמוצר נמצא כרגע רק בשלב בדיקות המעבדה, תוצאות ראשוניות מראות פוטנציאל פיתוח מעודד, במיוחד אם בעתיד הקבוצה תקבל השקעה נוספת להמשך שלבי מחקר נוספים.

חזרה לנושא

מִשׁקָל

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