سولارابيك – الولايات المتحدة الأمريكية، 27 سبتمبر 2025: طوّر باحثون من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو بطاريات صوديوم تعمل بالحالة الصلبة بالكامل، وتتميز بقدرتها الفريدة على الحفاظ على أدائها العالي حتى في درجات الحرارة التي تنخفض إلى ما دون الصفر. ويمثل هذا الإنجاز خطوة بالغة الأهمية نحو توفير بديل عملي لبطاريات الليثيوم، نظراً لما يتمتع به الصوديوم من وفرة في الطبيعة وانخفاض في التكلفة وأثر بيئي أقل ضرراً مقارنة بالليثيوم النادر.
بنية بلورية غير مسبوقة تضاعف الكفاءة
يكمن سر هذا الإنجاز العلمي في تقنية مبتكرة لتثبيت بنية بلورية شبه مستقرة (metastable) لمادة هيدريد بورات الصوديوم (sodium hydridoborate). وقد توصل الفريق البحثي إلى هذه البنية عن طريق تسخين المادة إلى نقطة التبلور ثم تبريدها بشكل فائق السرعة، مما أدى إلى تثبيت “الطور المعيني القائم” (orthorhombic phase) الذي يتميز بقدرته على السماح بحركة سريعة لأيونات الصوديوم. وكشفت النتائج أن هذه البنية الجديدة تمتلك ناقلية أيونية مذهلة، تفوق ما تم تسجيله سابقاً في الأبحاث المنشورة بعشرة أضعاف على الأقل، وتتجاوز المادة الأولية نفسها بما يتراوح بين ثلاثة إلى أربعة أضعاف (أي 1,000 إلى 10,000 مرة).
تصميم مبتكر لكثافة طاقة أعلى
لتحقيق هذه النتائج، أقرن الباحثون هذا الكهرليت الصلب فائق التوصيل مع مهبط (كاثود) من النوع O3، تم تغليفه بطبقة حماية من كهرليت صلب آخر قائم على الكلوريد. وبالإضافة إلى ذلك، سمح هذا التصميم ببناء مهابط مركّبة سميكة ذات تحميل مساحي عالٍ (high-areal-loading)، وهو ما يعزز كثافة الطاقة النظرية للبطارية، أي كمية الطاقة التي يمكن تخزينها في مساحة معينة. من ناحية أخرى، أشار الباحثون إلى أن أداء هذه البطاريات في درجة حرارة الغرفة لا يزال بحاجة إلى تحسين. في حين أنه، ووفقاً للخبراء، فإن الهدف المستقبلي ليس استبدال الليثيوم بالكامل، بل تمكين المصانع الكبرى من إنتاج بطاريات تعتمد على كيمياء الليثيوم والصوديوم معاً، وهو ما يقربنا منه هذا البحث بشكل كبير.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
