منحة لباحث في التخنيون لتطوير بطارية تطيل العمر

منحت مؤسسة Leona M. and Harry B. Helmsley الخيرية التخنيون منحة قدرها خمسة ملايين دولار لمواصلة تطوير بطارية كهربائية خفيفة الوزن وصديقة للبيئة وطويلة العمر

منحت مؤسسة Leona M. and Harry B. Helmsley الخيرية التخنيون منحة قدرها خمسة ملايين دولار لمواصلة تطوير بطارية كهربائية خفيفة الوزن وصديقة للبيئة وطويلة العمر.

تم الحصول على المنحة بالتعاون مع البروفيسور جيدي جريدر، رئيس البرنامج الفني للطاقة (GTEP)، وسيتم استخدامها لإنشاء "نظام تخزين الطاقة" التابع لمؤسسة همزلي ودعم برنامج "القادة في علوم الطاقة" .
وقال ساندور فرانكل، أحد أمناء المؤسسة: "إن مؤسسة لاكي فخورة بالتعاقد مع التخنيون في هذا المشروع المهم".

قال البروفيسور جريدر: "تأتي المنحة المقدمة من مؤسسة هيلمازلي في وقت ممتاز". "من المتوقع أن تتم الموافقة على براءتي اختراع في الولايات المتحدة فيما يتعلق ببطارية السيليكون والهواء - وهو نوع جديد من البطاريات تم تطويره كجزء من البحث الذي يرأسه البروفيسور يائير عين إيلي من كلية هندسة المواد وبرنامج الطاقة في التخنيون. والآن من المهم جدًا إنشاء نماذج أولية لحماية البطارية من حيث الملكية الفكرية، وتطويرها نحو الإنتاج التجاري."
وسيتكون "مجمع تخزين الطاقة" من ثلاثة مختبرات منفصلة حيث سيتم إجراء الأبحاث في مجال البطاريات، "وهي نوع جديد من البطاريات، مما يلغي الحاجة إلى استخدام المعادن الثقيلة. وبهذه الطريقة، يتم تصنيع البطاريات الأخف وزنا ( قال البروفيسور عين إيلي: "مقارنة بالبطاريات التقليدية) ويمكن إنتاجها قابلة للتحلل الحيوي". "البطارية الصديقة مقاومة جدًا للجفاف الشديد والرطوبة الشديدة. وتتمتع بقدرة عالية وعمر افتراضي لا نهائي."
وسيشمل "نظام تخزين الطاقة" أيضًا معدات مبتكرة للغاية، لا توجد حاليًا في إسرائيل - على سبيل المثال، نظام حيود الأشعة السينية متعدد الأغراض.
ويهدف برنامج الطاقة التقني إلى استقطاب أعضاء هيئة تدريس جدد ومتميزين في مجالات الطاقة. سيوفر برنامج "القادة في علوم الطاقة" الرواتب والتمويل (للمعدات) لاثنين من الباحثين الجدد لمدة ثلاث سنوات. من خلال حزمة تعويضات تنافسية وبنية تحتية بحثية ممتازة، سيتمكن التخنيون من إعادة طلاب الدكتوراه الإسرائيليين المتميزين وباحثي ما بعد الدكتوراه الذين درسوا في جامعات رائدة في الخارج. وقال البروفيسور جريدر: "هذا هو الهدف الرئيسي لبرنامج الطاقة، ونحن نخطط لتوظيف ستة أعضاء جدد في هيئة التدريس في غضون ست سنوات".

وفي ظل الانخفاض السريع في مصادر الهيدروكربونات الرخيصة، والحاجة إلى الحد من انبعاث الغازات الدفيئة، فإن تطوير الطاقات النظيفة يعد حاجة ملحة باستمرار. يمكن لبطارية السيليكون والهواء الخاصة بالتخنيون، والتي طورها باحثو التخنيون على مدى السنوات الثلاث الماضية، أن توفر طاقة متواصلة لآلاف الساعات دون الحاجة إلى الاستبدال. تعتمد البطارية على مسحوق السيليكون النانوي والأكسجين الجوي، وتضمن فوائد بيئية كبيرة بسبب أبعادها الصغيرة وعمرها الافتراضي الطويل، والأهم من ذلك - العودة النظيفة للسيليكون إلى حالته الأصلية: الرمل.
ولهذا البحث آثار مستقبلية في مجالات النقل والرعاية الصحية والإلكترونيات، فضلاً عن التطبيقات العسكرية. الاستخدامات المحتملة هي في الأجهزة الطبية، على سبيل المثال المضخات لمرضى السكر وأجهزة السمع. اليوم، تدوم بطاريات المعينة السمعية ما بين 7 و10 أيام، وهي حساسة للرطوبة والبيئة. وهذا يعني تغييرها مرة واحدة على الأقل في الأسبوع. يعتقد باحثو التخنيون أنهم سيتمكنون خلال عام أو عامين من زيادة طاقة البطارية بشكل كبير، وفي غضون ثلاث إلى أربع سنوات سيتمكنون من الحصول على طاقة أكبر بخمس مرات من أقوى بطارية ليثيوم أيون اليوم.
وقال البروفيسور عين إيلي: "نحن نحاول إنشاء بطاريات تدوم لأشهر قبل أن نحتاج إلى استبدالها". "والحلم هو أنها ستكون قابلة لإعادة الشحن أيضًا. نحن في سباق نحو بطارية المستقبل، هل ستكون بطارية معدنية هوائية، أو بطارية ليثيوم، أو بطارية سيليكون هوائية. أعتقد أن السيليكون له مزايا كبيرة في جوانب البيئة والتكلفة والسلامة. الليثيوم، على سبيل المثال، مادة متفجرة وحساسة للبيئة."
بالإضافة إلى ذلك، يعد الليثيوم موردًا مستنزفًا، ونصف إمدادات الليثيوم في العالم تأتي من بوليفيا. وفي ظل هذه الظروف -النقص المتوقع في مادة الليثيوم- دخل البروفيسور عين إيلي إلى الصورة بخيار السيليكون الواعد.
تشير دراسة جديدة أجرتها شركة ميريديان الدولية للأبحاث إلى أن "إنتاج الليثيوم (كربونات الليثيوم) لن يكون كافيا إلا بدرجة محدودة للغاية لاحتياجات السوق العالمية المستقبلية للنقل الكهربائي" وأن "الإنتاج التجاري للليثيوم ضار بـ البيئة".

البروفيسور عين إيلي والبطارية التي طورها. الصورة: المتحدثون باسم التخنيون.