صنعوا لك بطارية / كاترين بورزاك

قام المهندسون بتطوير بديل جديد للبطاريات المعتادة - في المستقبل سنكون قادرين على طباعة البطاريات

الطباعة بالبطاريات هي مستقبل الطاقة الخضراء، على الأقل هذا ما يعتقده المهندسون في PARC، وهي شركة بحث وتطوير مشهورة مقرها كاليفورنيا ومملوكة لشركة Xerox. في الآونة الأخيرة، قدمت الشركة عملية اقتصادية، والتي تشبه الطريقة التي تقوم بها بالضغط على أنبوب معجون الأسنان بطبقات مختلفة من الطلاء، قد يكون من الممكن في المستقبل "الضغط" على البطارية على جميع مكوناتها مرة واحدة.

في الوقت الحاضر، يتطلب بناء البطاريات العديد من الخطوات. أولاً، تقوم آلتان منفصلتان بتصنيع أقطاب كهربائية عن طريق وضع طبقات من المواد المخزنة للطاقة على الصفائح المعدنية. بعد أن يتم تجفيف هذه الصفائح وضغطها، يتم تقطيعها حسب حجمها ولفها حول مادة فاصلة بلاستيكية تمنع الشورت. وأخيرًا، يتم تعبئة البطاريات في مادة غير موصلة للكهرباء ومملوءة بسائل إلكتروليتي يمكنه توصيل الشحنة بين الأقطاب الكهربائية.

تعمل طريقة الطباعة الجديدة بالبطارية على تبسيط هذه العملية. خلال مؤتمر الجمعية الأمريكية لأبحاث المواد في أبريل 2015 في سان فرانسيسكو، قدم كوري كوب من PARC فوهات ومواد من شأنها أن تسمح للمصنعين بطباعة ثلثي البطارية دفعة واحدة. يمكن للفوهة، ذات الرأسين، أن تفرز في الوقت نفسه كاثودًا يعتمد على أيونات الليثيوم وطبقة فاصلة من مادة بلاستيكية بوليمرية. في الوقت الحالي، إلى أن يعثر كوب على مواد لا تختلط مع بعضها البعض أثناء الطباعة، يتعين على الفني إضافة أنود الجرافيت يدويًا. ولكن عندما يصبح من الممكن طباعة هذه المكونات الثلاثة في وقت واحد، تقدر كوب وشركاؤها أن عملية ثلاثية الطبقات يمكن أن تقلل تكاليف الإنتاج بنحو 15%. على الرغم من القيود الحالية، أعربت الشركات المصنعة للبطاريات بالفعل عن اهتمامها بالإصدار ثنائي الطبقة. أداء البطاريات الجديدة هو نفس أداء البطاريات المنتجة بالطرق التقليدية والمكونة من نفس المواد.

البطاريات الرخيصة هي المفتاح لإنتاج سيارات كهربائية أرخص، وسوف تسمح لمنتجي الكهرباء (في إسرائيل بشكل رئيسي شركة الكهرباء) بشراء وتخزين الطاقة الكهربائية من مصادر غير مستقرة من طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وهي الطاقة التي سيتم توفيرها لشبكة الكهرباء عندما ضروري. وعلى المدى الطويل، سيكون من الممكن طباعة البطاريات بأشكال مختلفة حسب الطلب بحيث تناسب جميع أنواع الأجهزة الكهربائية، مما سيحرر مصممي المنتجات من الاضطرار إلى تكييف تصميماتهم مع البطاريات التي تكون بالضرورة مستطيلة أو دائرية الشكل.

تم نشر المقال بإذن من مجلة ساينتفيك أمريكان إسرائيل

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• تخزين الكهرباء في المنزل – حل لاستهلاك الكهرباء في ساعات الذروة وتنظيم الكهرباء المولدة من الطاقات البديلة
• التحدي الذي يواجه الإنسانية
• بطارية ألومنيوم رخيصة يتم شحنها في ثانية واحدة