بطاريات الليثيوم من الجيل التالي: مدة نشاط أطول، ووقت شحن أقل

يقدم بحث جديد بطاريات تعتمد على معدن الليثيوم، وهي بطاريات مستقرة لفترة أطول، ولها أوقات شحن أقصر وأكثر أمانًا في الاستخدام.

[ترجمة د.نحماني موشيه]

وقد نشر علماء جامعة بنسلفانيا البحث الجديد منذ فترة طويلة في مجلة Science الطاقة الطبيعة. نجح الباحثون في تطوير هيكل بوليمر ثلاثي الأبعاد متشابك يلتصق باللوحة المعدنية لأنود البطارية. وقال الباحث دونغهاي وانغ، أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة بنسلفانيا والباحث الرئيسي: "الغرض من هذا المشروع هو تطوير الجيل القادم من البطاريات المعدنية". "لقد تم استخدام معدن الليثيوم في البطاريات منذ عقود، ولكن لا تزال هناك عوامل أساسية تعيق تطوير استخدام هذا المعدن".

تحت الحمل الإضافي، على غرار الطرق المطلوبة للشحن السريع في السيارات الكهربائية، تكون البطاريات المعتمدة على أيونات الليثيوم عرضة لظاهرة تعرف باسم "النمو التغصني" - وهي هياكل تشبه الإبرة تقلل من عمر البطارية ويمكن أن تسبب مشاكل تتعلق بالسلامة، مثل الاحتراق أو انفجار البطارية. وقال الباحث الرئيسي: "كان نهجنا هو استخدام بوليمر مثبت على سطح معدن الليثيوم". تعمل المادة كإسفنجة مسامية لا تشجع حركة الأيونات فحسب، بل تمنع أيضًا تآكل المادة. يوضح الباحث: "تسمح هذه الحالة للوحة المعدنية بتجنب تكوين التشعبات، حتى في درجات الحرارة المنخفضة وفي ظل ظروف الشحن السريع".

ويمكن للتطبيقات العملية لهذا البحث أن تؤدي إلى تطوير تقنيات أكثر قوة واستقرارًا للبطاريات المعدنية المناسبة للحياة اليومية، وفقًا للباحثين. وقال الباحث: "في السيارة الكهربائية، على سبيل المثال، يمكن لبطارية من هذا النوع أن تزيد من مدى قيادة السيارة بمئات الكيلومترات قبل أن يضطر السائق إلى إعادة شحنها". "بالإضافة إلى ذلك، ستكون هذه البطاريات قادرة على إطالة عمر نشاط الهواتف الذكية." وبالنظر إلى المستقبل، يخطط الباحثون لاختبار التطبيقات العملية في خلية بطارية أكبر لإثبات الفوائد والجدوى الهندسية لهذه التكنولوجيا.

ملخص المقال

أخبار الدراسة

إسفنجة بوليمر ثلاثية الأبعاد ومترابطة تلتصق باللوحة المعدنية لأنود بطارية ليثيوم أيون وتتيح مرور أيونات الليثيوم بشكل أسرع وزيادة الثبات بمرور الوقت [بإذن من دونغهاي وانغ]