توصّل باحثون من جامعة موناش الأسترالية إلى جيل جديد من بطاريات الليثيوم والكبريت، من شأنها أن توفر حلًا أرخص وأنظف وأسرع شحنًا لتخزين الطاقة.
وأعاد فريق من الباحثين من كلية الهندسة بالجامعة تصميم قلب بطارية ليثيوم وكبريت؛ ما أدى إلى إنشاء طبقة داخلية جديدة تسمح بنقل الليثيوم بسرعة استثنائية، فضلًا عن تحسين أداء وعمر البطاريات، حسبما أفادت مجلة "بي في ماغازين".
جاء ذلك في سياق أهمية بطاريات الليثيوم، التي تؤدي دورًا حيويًا بشكل متزايد، بوصفها أدوات لتخزين الطاقة لتسهيل هذا الانتقال، مع تسارع التحول العالمي إلى كهرباء خالية من الانبعاثات.
اكتشافات بطاريات الليثيوم والكبريت
وصف نائب رئيس قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية بالجامعة، البروفيسور ماثيو هيل، هذا الاكتشاف، بأنه "رائد عالميًا.. كانت الكثير من أبحاثنا حول جعل البطارية أكثر استقرارًا واستمرارية لمدة أطول.. لذا، فإن هذا الاكتشاف الخاص مثير حقًا".
يأتي هذا الاكتشاف -الذي نشرته الجمعية الملكية للكيمياء- بعد أسابيع فقط من إعلان العلماء في الولايات المتحدة تطويرهم بطارية ليثيوم وكبريت باستخدام إلكتروليت كربوني متوفر تجاريًا، احتفظ بأكثر من 80% من سعته الأولية بعد 4 آلاف دورة.
واستخدمت المجموعة عملية ترسيب بخار أنتجت على نحوٍ غير متوقع شكلًا من أشكال الكبريت لا يتفاعل مع الإلكتروليت، متغلبًا على أحد التحديات الرئيسة لكيمياء البطارية.
فاعلية بطاريات الليثيوم والكبريت
بطاريات الليثيوم أيون هي التكنولوجيا السائدة، لكن هيل قال، إن بطاريات الليثيوم والكبريت توّفر كثافة طاقة أعلى وتكاليف منخفضة.
إذ يمكنها تخزين ما يزيد عن ضعفين إلى 5 أضعاف الطاقة لكل كيلوغرام من بدائل أيونات الليثيوم، ولكن في السابق، تدهورت الأقطاب الكهربائية في هذه البطاريات بسرعة خلال عملية إعادة الشحن.
ويعتقد فريق البحث أنه قد أصلح هذه المشكلة، وطوّر طبقة داخلية للبطارية تسمح بشحن سريع للغاية، فضلًا عن تحسين عمر البطاريات وأدائها.
وقال هيل: "تتغلب الطبقة الداخلية الجديدة على معدلات الشحن والتفريغ الأبطأ لبطاريات الليثيوم والكبريت من الجيل السابق، وهذا يعني أنه يمكن شحن البطارية وتفريغها مئات المرات دون عطل".
تغيير قواعد اللعبة
أكد هيل أن مفتاح هذا الاكتشاف الأخير كان يتعارض مع القواعد والاتفاقيات المقبولة لبناء بطارية الليثيوم.
وقال: "إنها تقنية رائدة، لأنه في بطارية الليثيوم العادية يوجد نحو 6 من المكونات التي تشكّل البطارية.. معظم الناس يبحثون عن ذلك، ولكن لم ينظر أيّ شخص تقريبًا إلى تغيير الطبقة الداخلية أو الفاصل في المنتصف".
وشدد هيل على أن تطوير الأشكال سيغير قواعد اللعبة لبطاريات الليثيوم والكبريت، التي لا تعتمد على معادن مثل الكوبالت والنيكل والمنغنيز، وهي معادن مهمة موجودة في بطاريات الليثيوم أيون.
وقال: "لا تعتمد هذه البطاريات على المعادن التي ستفتقر إلى الإمداد مع استمرار ثورة الكهرباء، لذا فهذه خطوة أخرى نحو بطاريات أرخص وأنظف وأداء أعلى يمكن تصنيعها داخل أستراليا".
موضوعات متعلقة..
- الطلب على البطاريات عالميًا قد يرتفع 15 مرة بحلول 2030 (تقرير)
- مبيعات السيارات الكهربائية على المحك بسبب ثغرات سلاسل توريد معادن البطاريات
- يعمل بمعالجة الليثيوم.. ينبع السعودية تحتضن مجمعًا ضخمًا لكيماويات البطاريات
اقرأ أيضًا..
- نوفاك: أسعار النفط ستتجاوز 300 دولار للبرميل في هذه الحالة
- شل تتوقف عن شراء النفط والغاز الروسي.. وتعتذر عن "القرار الخاطئ"
- الطاقة الشمسية قد تُشكل 48% من سعة توليد الكهرباء في أميركا (تقرير)
