وداعاً لبطء الشحن.. تطور علمي يمنح البطاريات عمرًا أطول وشحنًا أسرع

ابتكار في أقطاب البطاريات السالبة يحسن الاستقرار والسعة

ابتكر الباحثون طريقة مبتكرة لصنع أقطاب بطاريات سالبة أكثر استقرارًا وأطول عمرًا، ما يرفع كلًا من السعة والاستقرار في آن واحد. وتعتمد بطاريات ليثيوم-أيون التقليدية بشكل رئيسي على الجرافيت، وهو ما يحد من سرعة الشحن السريع ضمن القيود الحالية.

ومن خلال تصميم هيكل فوليرين مُرتبط تساهميًا يُسمى Mg₄C₆₀، أثبت الباحثون أن الكربون قادر على تخزين الليثيوم بشكل فعّال. يساهم هذا البناء في تجنب الانهيار الهيكلي وتآكل المادة الفعالة، ما يوفر قاعدة لتطوير مواد بطاريات الجيل القادم التي تتيح شحنًا أسرع وسعة أعلى وعمرًا أطول للبطاريات في السيارات الكهربائية وتخزين الطاقة المتجددة.

تعزيز الاستقرار والسلامة والأداء عبر ربط تساهمي جديد

وفقًا لتقرير نُشر في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، تُحسّن استراتيجية الربط التساهمي استقرار الفوليرين وتفتح آفاق لعائلة من مواد الأقطاب عالية السعة، وتُشير النتائج إلى تفوّق المادة الجديدة في مقاومة التدهور مقارنة بالجرافيت التقليدي.

تشير النتائج إلى إمكانية استخدام هذه الجزيئات المعاد تصميمها في خلايا البطاريات لتحسين السلامة وإطالة العمر الافتراضي مع الحفاظ على قدرة عالية، وسيتم توسيع نطاق هذه الطريقة ليشمل طرق ربط تساهمي أخرى، وسيُطوَّر ذلك بالتعاون مع شركاء صناعيين، كما ذكر البروفيسور هاو لي من جامعة توهوكو.

وسيكون نجاح ترجمة هذه التطورات المختبرية إلى تطبيقات عملية لتخزين الطاقة أمرًا بالغ الأهمية، ويمثل تقدمًا واعدًا في تقنيات بطاريات منخفضة التكلفة وطويلة العمر وصديقة للبيئة.