تعد تقنية بطاريات الليثيوم أيون النانوية المبتكرة التي تم تطويرها في جامعة تل أبيب بتوفير مصدر طاقة بديل للأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة، دون خطر الحريق الموجود في بطاريات الليثيوم الموجودة.
جامعة تل ابيب
إن تكنولوجيا البطاريات في العقد الماضي لا تواكب تطورات تقنيات أشباه الموصلات والأجهزة الإلكترونية. ونتيجة لذلك أصبحت البطاريات هي الحلقة الضعيفة في تشغيل الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. يتطلب معدل الزيادة في استهلاك الطاقة لهذه الأجهزة من الشركات المصنعة للبطاريات زيادة عمر البطاريات بشكل كبير عن طريق حشر المزيد والمزيد من الطاقة (أو السعة الكهربائية) في عبوات أصغر فأصغر. بالإضافة إلى ذلك، أصبح صبر المستخدمين ينفد بسبب وقت الشحن الذي تتطلبه البطاريات عالية السعة، لذلك أصبح من الضروري تصميم بطاريات يتم شحنها بشكل أسرع.
أدى هذان المتطلبان - الطاقة العالية وسرعة الشحن العالية - إلى تطوير بطاريات الليثيوم التي تعمل في درجات حرارة عالية نسبيًا وتتعرض لخطر الحريق (القابلية للاشتعال). عندما ترتفع درجة حرارة بطاريات الليثيوم أيون، فإنها يمكن أن تشتعل وتشكل خطراً حقيقياً على المستخدمين. في الآونة الأخيرة فقط، طُلب من شركة Dell، وهي إحدى أكبر الشركات المصنعة لأجهزة الكمبيوتر في الولايات المتحدة، وكذلك شركة Apple، سحب الملايين من أجهزة الكمبيوتر المحمولة من المستهلكين بسبب العديد من حالات الالتهاب التي اندلعت في بطاريات SONY الخاصة بهم.
تم تطوير تقنية البطاريات النانوية المبتكرة، والتي قد تقلل إلى حد كبير من مخاطر الحريق، من قبل مجموعات البحث المؤلفة من البروفيسور مناحيم ناتان من كلية الهندسة الكهربائية في كلية الهندسة في آيفي فالدر فليشمان والأستاذان إيمانويل بيليد ودينا جولودنيتسكي من كلية الهندسة. مدرسة الكيمياء في كلية ريموند فيبرلي للعلوم الدقيقة، ساكلر، جامعة تل أبيب. وتوفر هذه التقنية بطاريات مبنية من عدد كبير (حوالي 30.000 ألف لكل سنتيمتر مربع) من البطاريات بسمك شعرة الإنسان متصلة على التوازي. يمكن لهذه البنية أن توفر كمية كبيرة من السعة الكهربائية دون التعرض لخطر ارتفاع درجة الحرارة.
طور الأساتذة ناتان وبيليد وجولودنيتسكي حلاً يجمع بين خصائص المقاومة المنخفضة للبطاريات المصنوعة من طبقات رقيقة والسعة الكبيرة للبطاريات العادية القابلة لإعادة الشحن المعتمدة على الليثيوم. يتم إنتاج عشرات الآلاف من بطاريات الليثيوم المصغرة في وقت واحد داخل ركيزة (على سبيل المثال - السيليكون) بسمك نصف ملليمتر، باستخدام تقنيات طلاء متطورة ومبتكرة. يؤدي استخدام حجم الركيزة نفسه إلى زيادة كبيرة في سعة الشحن لكل وحدة من مساحة الركيزة، تصل إلى حوالي 10 مللي أمبير ساعة لكل سنتيمتر مربع، أي أكثر من 80 مرة أكثر من البطاريات العادية ذات الطبقات الرقيقة بنفس سمك الكاثود. تم بناء صفائف البطاريات النانوية الموصوفة أعلاه واختبارها في المختبر لمئات من دورات الشحن/التفريغ، دون معالجة القدرة والاستقرار.
تحظى تكنولوجيا البطاريات النانوية في جامعة تل أبيب بتغطية عدد كبير من براءات الاختراع في بلدان مختلفة. هذه التكنولوجيا متاحة للترخيص من خلال جامعة راموت ليد تل أبيب، ذراع تسويق التكنولوجيا في الجامعة.
