نوع جديد من البطاريات يمكن أن يتم شحنها 10 مرات أسرع من بطاريات الليثيوم أيون 😱

robin-worrall-FPt10LXK0cg-unsplash
CC0
  • أحمد حسن
  • الجمعة، 23-04-2021
  • 06:10 ص
بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن موجودة في كل مكان تقريباً، وتعمل على تشغيل الكثير من الأشياء من الهواتف الذكية إلى أجهزة الكمبيوتر وسماعات الأذن وأجهزة ألعاب الفيديو وغيرها الكثير.

وفي حين أنها قد غيرت بشكل جذري الطريقة التي نستخدم ونشحن بها أجهزتنا التكنولوجية وحازت على جائزة نوبل إلا أنها بعيدة كل البعد عن الكمال. حيث أن أداء بطاريات الليثيوم يتدهور مع مرور الوقت، وفي بعض الأحيان يمكن أن تؤدي العيوب في خلايا البطارية إلى ارتفاع درجة حرارة الجهاز ومخاطر الانفجار، حينها تضطر الشركات أحياناً إلى سحب منتجاتها من السوق.

اظهار أخبار متعلقة



كما أن جميع مستخدمي الأجهزة الذكية يشهدون بأن شحن بطاريات الليثيوم أيون يمكن أن يكون بطيئاً.

واستطاع علماء روس تطوير نوع جديد من تقنية البطاريات التي يقولون إنها يمكن أن تشحن أسرع بنحو 10 مرات من بطاريات الليثيوم أيون الحالية. وهو تسريع يمكن أن يوفر الكثير من الوقت إذا تم طرحه للاستخدام في أجهزتنا اليومية.

وقال الباحث أوليج ليفين من جامعة سانت بطرسبورغ: "البطارية المصنعة باستخدام البوليمر الخاص بنا سيتم شحنها في ثوان -حوالي 10 مرات أسرع من بطاريات الليثيوم أيون التقليدية- لقد استطعنا إثبات ذلك بالفعل من خلال سلسلة من التجارب".

اظهار أخبار متعلقة



المكون الأساسي للبطاريات الجديدة هو نوع من بوليمر الأكسد والاختزال القائم على النيتروكسيل وهي مادة يمكن أن تخضع للأكسد العكسية -عن طريق فقد الإلكترونات - والاختزال -عن طريق كسب الإلكترونات- عن تفريغها وشحنها.

في هذه الحالة فإن البوليمر المستخدم هو شكل مركب من NiSalen (نيكل سالين)، وهو عبارة عن بوليمر معدني.

ويوضح الباحثون في دراستهم "في البوليمرات التي تعتمد على النيتروكسيل يكون مسار نقل الشحنة الوحيد هو التنقل بين مراكز الأكسد والاختزال المجاورة وهو تنقل سريع على المستوى المجهري.

اظهار أخبار متعلقة



في الاختبارات اكتشف الباحثون عدداً من أنواع البوليمر المختلفة لكن (نيكل سالين) كان الوحيد الذي تبين أنه مستقر وفعال.

وتعمل البطارية  أيضاً بشكل جيد في درجات الحرارة المنخفضة، وهو أمر يختلف تماماً بالنسبة لبطاريات الليثيوم أيون الحساسة للحرارة. ولكن هذا لا يعني أن بطاريات (النيكل سالين) هي مثالية في جميع المجالات.

ويقول ليفين "في هذه المرحلة لا تزال البطارية متأخرة من حيث السعة بنسبة 30-40% أقل من بطاريات الليثيوم أيون". "نحن نعمل على تحسين هذا المؤشر مع الحفاظ على معدل الشحن والتفريغ السريع".

اظهار أخبار متعلقة



من الناحية النظرية يجب أن توفر البوليمرات القائمة على النيتروكسيل في النهاية سعة جيدة، لذلك قد لا يكون الأمر مجرد مسألة وقت. يجب على الفريق أن يكتشف كيفية تعديل البطارية لتوفير مساحة شحن جيدة.

ويضيف ليفين "إنها آمنة للاستخدام ولا تشكل خطر الانفجار، على عكس البطاريات القائمة على الكوبالت المنتشرة اليوم، كما أنها تحتوي على القليل من المعادن التي يمكن أن تسبب ضرراً بيئياً، النيكل الموجود في البوليمر لدينا بكمية صغيرة جداً وهي أقل بكثير من بطاريات الليثيوم أيون".

تم نشر نتائج الدراسة في Batteries و Supercaps

شارك
التعليقات