ما هي استخدامات مركبات النيكل في الصناعات الحديثة؟
في الوقت الحاضر، يعتبر فلز النيكل أهم أشكال النيكل من حيث الكمية، ولكن لمركبات النيكل استخدامات رئيسية أيضاً. على الرغم من عدم الاعتراف بأهمية مركبات النيكل على نطاق واسع، إلا أن المواد المشتقة من النيكل تستخدم في العديد من الصناعات وهي ضرورية للإنتاج اليومي لعدد لا يحصى من المنتجات.
مركبات النيكل في المحفز
تعتبر المواد الحفازة ضرورية في الإنتاج الكيميائي لأنها تسمح بحدوث التفاعلات بسرعة أكبر في درجات حرارة وضغوط أقل، مما يمكن أن يوفر الطاقة ويحسن الكفاءة. وغالبًا ما تكون المحفزات الصناعية عبارة عن معادن أو مركبات معدنية تحفز تفاعلات كيميائية محددة من خلال خواصها الجوهرية. وتشمل المعادن المستخدمة في المحفزات النيكل والنحاس والكوبالت والموليبدينوم والبلاتين. ويتطلب إنتاج الوقود والأسمدة والمواد الكيميائية الدقيقة تحفيز خطوات عملية محددة باستخدام محفزات قائمة على النيكل.
ويتم تصميم المحفزات لعمليات محددة. على سبيل المثال، تلعب محفزات النيكل دورًا مهمًا في العملية الأساسية "الإصلاح بالبخار"، وهي العملية الصناعية الرئيسية لإنتاج الهيدروجين. ويستخدم الهيدروجين بشكل رئيسي في مصافي التكرير وهو ضروري لإنتاج الوقود النظيف، وهناك عملية تحفيزية مهمة أخرى لمركبات النيكل والمحفزات المعدنية الأخرى وهي الهدرجة.
مركبات النيكل في الأصباغ والفريتس والطلاءات الزجاجية
يُستخدم أكسيد النيكل كمادة خام في إنتاج الأصباغ غير العضوية والفريتس التي تُستخدم أيضاً في إنتاج الطلاء الزجاجي والمينا. كما يُستخدم أكسيد النيكل أيضاً كعامل تلوين لتحسين التصاق الطلاء الزجاجي المطلي بالأسفل، والذي يُستخدم لتزيين وحماية الأسطح النهائية مثل أدوات المائدة وبلاط الأرضيات وبلاط الجدران والسيراميك الفني والفولاذ المطلي بالمينا. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام أكسيد النيكل في بعض الأصباغ غير العضوية لتشكيل ألوان فريدة وألوان دقيقة لا يمكن الحصول عليها بطرق أخرى.
مركبات النيكل في إنتاج الأواني الزجاجية
يستخدم أكسيد النيكل في إنتاج أنواع معينة من الزجاج، بما في ذلك الزجاج البلوري والزجاج الأزرق الداكن وزجاج العدسات. وفي النظارات الشمسية، يُستخدم النيكل كعامل تلوين، مما يعطي العدسات اللون البني لامتصاص أشعة الشمس وحماية العينين من الأشعة فوق البنفسجية. كما تُستخدم كمية صغيرة من أكسيد النيكل لإضفاء لون أرجواني على بعض منتجات الزجاج البلوري. عند استخدامه بكميات كبيرة، تعطي مركبات النيكل الزجاج مجموعة من الألوان المحددة، من الرمادي الباهت إلى الأزرق والأرجواني وحتى الأسود، حسب تركيز النيكل.
ويتمثل أحد الاستخدامات الاحترافية لأكسيد النيكل في إنتاج زجاج المصباح الفلوري الأزرق الفاتح الأسود (BLB). والمصباح الضوئي BLB هو نوع من أنابيب الفلورسنت، الذي ينبعث منه الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجات الطويلة، ويستخدم للكشف والتحليل في علم الآثار وفحص الأوراق النقدية والطب الشرعي وصناعة الأغذية والطب وعلم المعادن وجمع الطوابع وغيرها من المجالات.
مركبات النيكل في البطاريات
تُستخدم العديد من مركبات النيكل والنيكل المعدني في إنتاج مختلف البطاريات القابلة لإعادة الشحن، بما في ذلك بطاريات النيكل والكادميوم (Ni-cd ) وهيدريد فلز النيكل (NiMH) ومعظم بطاريات الليثيوم أيون.
يتم تشغيل هواتفنا وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية بواسطة بطاريات قابلة لإعادة الشحن، ويشيع استخدام بطاريات NiMH وبطاريات الليثيوم أيون في هذه الأجهزة المحمولة، بينما تستخدم بطاريات الليثيوم أيون أيضاً في السيارات الكهربائية والسيارات الهجينة وأجهزة تخزين الطاقة والأقمار الصناعية. وتُعرف بطارية Ni-cd بموثوقيتها العالية وعمرها الطويل وأدائها القوي، وهي الخيار المفضل لأنظمة الطوارئ الاحتياطية المهمة والفعالة، مثل تلك الموجودة في المستشفيات والطائرات والقطارات.
ستتم إعادة تدوير البطاريات في نهاية عمرها الافتراضي، وسيتم استخدام مركبات النيكل المستخرجة في هذه العملية كمواد ثانوية للبطاريات الجديدة والمنتجات الصناعية الأخرى. ستلعب حلول الطاقة المرنة القائمة على البطاريات دوراً متزايد الأهمية في المستقبل مع تزايد الطلب على الأجهزة الأخف وزناً والأكثر استقلالية والأكثر متانة. سيظل النيكل يلعب دورًا رئيسيًا في تكنولوجيا البطاريات في المستقبل.
