سولارابيك، الصين – 15 فبراير 2025: في خطوةٍ قد تُغيّر قواعد اللعبة في عالم الطاقة المتجددة والمركبات الكهربائية، كشفت جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية (USTC) عن بطارية هيدروجين جديدة تُحقق كثافة طاقة مذهلة تبلغ 2825 واط/كغ وكفاءة استثنائية تصل إلى 99.7%. يُعد هذا الابتكار ثمرةً لسنوات من البحث والتطوير، ويُبشّر بمستقبلٍ أكثر استدامةً وأمانًا لأنظمة البطاريات.
تكنولوجيا Li-H: طاقة أكبر وعمر أطول
على عكس بطاريات الهيدروجين التقليدية التي تستخدم الهيدروجين كقطب موجب اعتمد باحثو USTC على نهجٍ مُبتكرٍ باستخدام الهيدروجين كقطب سالب (أنود) في النموذج الأولي لبطاريتهم الجديدة المُسماة Li-H. وبالإضافة إلى ذلك، تضمن هذا التصميم قطبًا سالبًا من معدن الليثيوم وطبقة انتشار غاز مطلية بالبلاتين تعمل كقطب موجب للهيدروجين وكهرليت صلب
حقق هذا النموذج كثافة طاقة عالية وجهد تشغيل وصل إلى ثلاثة فولط مقارنة ببطاريات الهيدروجين التقليدية والتي يتراوح نطاق جهدها من 0.8 إلى 1.4 فولط ويحد من قدرتها على تخزين الطاقة. من ناحية أخرى، أظهرت اختبارات البطارية كفاءةً عاليةً في نقل أيونات الليثيوم مع تقليل التفاعلات الكيميائية غير المرغوب فيها، مما يُساهم في استقرارها التشغيلي على المدى الطويل.
النسخة الخالية من المصعد: خطوة نحو التكلفة المعقولة
في حين أن النموذج الأولي لبطارية Li-H يمثل إنجازًا هامًا، سعى فريق البحث إلى تعزيز فعالية التكلفة وإمكانية التصنيع. لذلك، قاموا بتطوير نسخة خالية من المصعد (الأنود) تُلغي الحاجة إلى معدن الليثيوم المُثبَّت مسبقًا، وتعتمد بدلاً من ذلك على ترسيب الليثيوم من أملاح الليثيوم أثناء دورة الشحن. كما تتميز هذه النسخة المُحسّنة بكفاءة عالية تبلغ 98.5%، وتعمل بثبات حتى في تركيزات الهيدروجين المنخفضة، مما يُقلل من الاعتماد على تخزين الهيدروجين عالي الضغط. وبالإضافة إلى ذلك، استخدم الباحثون نمذجة حاسوبية، مثل محاكاة نظرية الكثافة الوظيفية (DFT)، لفهم حركة أيونات الليثيوم والهيدروجين داخل كهرليت البطارية.
يفتح هذا الاكتشاف آفاقًا واسعةً لتطبيقات بطاريات الليثيوم والهيدروجين في مجالات متنوعة، بدءًا من أنظمة الطاقة المتجددة وصولًا إلى النقل الكهربائي طويل المدى والطيران من الجيل التالي. ويُتوقع أن تُساهم هذه التكنولوجيا الثورية في تسريع وتيرة التحول نحو عالمٍ خالٍ من الكربون.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
