وداعاً لبطء الشحن.. ابتكار علمى يمنح البطاريات عمراً أطول وشحناً أسرع

في محاولة جديدة لجعل البطاريات أكثر استقرارًا وأطول عمرًا، توصل الباحثون إلى طريقة مبتكرة لتصنيع مصاعد البطاريات "الاقطاب السالبة"، تُحسّن السعة والاستقرار في آنٍ واحد، حيث تعتمد بطاريات الليثيوم أيون الحالية بشكل كبير على الجرافيت، مما يحدّ من الحد الأدنى لسرعة الشحن السريع ويُشكّل خطرًا على السلامة نتيجة ترسب الليثيوم.

ومن خلال ابتكار هيكل فوليرين مُرتبط تساهميًا يُسمى Mg₄C₆₀، أثبت الباحثون أن الكربون قادر على تخزين الليثيوم بثبات، متجنبًا الانهيار الهيكلي وفقدان المادة الفعّالة، ويُوفّر هذا الاكتشاف مخططًا لتصميم وتطوير مواد بطاريات الجيل القادم، والتي يُمكن أن تُتيح شحنًا أسرع، وسعة أعلى، وعمرًا أطول للبطاريات في المركبات الكهربائية وتخزين الطاقة المتجددة.

تعزيز استقرار وسلامة وأداء أقطاب البطاريات

وفقًا لتقرير نُشر في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، تُحسّن استراتيجية الربط التساهمي استقرار الفوليرين وتفتح آفاقًا جديدة لعائلة من مواد المصاعد عالية السعة، وقد تتبّع فريق البحث مدى مقاومة المادة الجديدة للتدهور، ووجد أنها تتفوق على الجرافيت التقليدي.

وتشير النتائج إلى إمكانية استخدام هذه الجزيئات المُعاد هندستها في خلايا البطاريات لتحسين السلامة وإطالة العمر الافتراضي، مع الحفاظ على قدرة عالية، وسيتم توسيع نطاق هذه الطريقة لتشمل طرقًا أخرى للربط التساهمي، وسيتم تطويرها بالتعاون مع شركاء صناعيين، كما ذكر البروفيسور المتميز هاو لي من جامعة توهوكو.

وسيكون نجاح ترجمة هذه التطورات المختبرية إلى تطبيقات عملية لتخزين الطاقة أمراً بالغ الأهمية، ويمثل هذا تقدماً واعداً في تقنيات البطاريات منخفضة التكلفة، وطويلة العمر، والصديقة للبيئة.