طوّر فريق من الباحثين جيلا جديدا من بطاريات الليثيوم المعدنية، يمكن أن يوفر مزيدا من الأمان وطول أمد عملها في درجات الحرارة المرتفعة.
أصبحت البطاريات جزءا أساسيا من الحياة اليومية، إلا أن هناك مخاوف متعلقة بالسلامة وقصر العمر وكثافة الطاقة غير الكافية في البطاريات المستخدمة اليوم، نتيجة لاستخدامها للشوارد السائلة.
علاوة على ذلك، هناك حاجة إلى بطاريات يمكنها العمل في درجات حرارة قصوى، لتلبية متطلبات القطاع الصناعي، ولوظائف محددة أخرى، ما دفع الباحثين إلى البحث عن شوارد صلبة مناسبة للاستخدام مع أنودات معدن الليثيوم (المعروفة بقدرتها العالية على الطاقة المحددة النظرية).
وعمل فريق البحث، بقيادة البروفيسور دونغ مايونغ شين، من قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة هونغ كونغ (HKU)، على تصنيع شوارد البوليمر الخالية من الشقوق الدقيقة، والتي تعتبر جزءا لا يتجزأ من هذه البطاريات وتعد بعمر افتراضي أطول وتعزيز السلامة في درجات الحرارة المرتفعة، من خلال تفاعل مباشر بخطوة واحدة، ما يظهر سمات ملحوظة بما في ذلك عدم القابلية للاشتعال.
وأدى الابتكار الجديد إلى عمل بطاريات الليثيوم المعدنية كأجهزة تخزين طاقة آمنة وطويلة الدورة في درجات حرارة عالية، مع الحفاظ على السعة بنسبة 92.7% ومتوسط كفاءة بنسبة 99.867% على مدى 450 دورة عند 100 درجة مئوية.
وقال الدكتور جيني غاو، المعد الأول للدراسة: “نعتقد أن هذا الابتكار يفتح الأبواب أمام كيمياء البطاريات الجديدة التي يمكن أن تحدث ثورة في البطاريات القابلة لإعادة الشحن في درجات الحرارة العالية، مع التركيز على السلامة وطول العمر”.
وتابع: “بصرف النظر عن التطبيقات في سيناريوهات درجات الحرارة المرتفعة، فإن أغشية الإلكتروليت الخالية من الشقوق الدقيقة لديها أيضا القدرة على تمكين الشحن السريع”.
وأضاف البروفيسور شين أن هذا الابتكار قد يسمح بإعادة شحن السيارات الكهربائية أثناء شرب فنجان من القهوة، ما يمثل تقدما كبيرا نحو مستقبل الطاقة النظيفة.
نشرت النتائج في مجلة العلوم المتقدمة.
