سولارابيك – أمريكا – 13 مارس 2023: يعمل فريق من الباحثين في جامعة تكساس على بحث حول العوامل المؤثرة في استقرار مواد المهبط المعتمدة على النيكل، وذلك بهدف التغلب على التحديات التقنية التي تواجه بطاريات المركبات الكهربائية. فقد أصبح النيكل محط اهتمام كبير مع تزايد الطلب العالمي على هذه المركبات وذلك بفضل وفرته وميزاته المتقدمة مقارنة بالكوبالت، مثل كثافة الطاقة العالية، التي تساهم في إطالة مدى القيادة. إلا أن عدم استقرار النيكل يطرح تحديات تتعلق بالسلامة والاستقرار الحراري وعمر البطارية.
ما هي نتائج البحث؟
يقود هذا البحث البروفيسور أروغام مانثيرام، وقد نُشرت نتائجه مؤخرًا في مجلة Nature Energy، حيث تناولت الدراسة الاستقرار الحراري لمواد المهبط الغنية بالنيكل، والتي يُنظر إليها على أنها عنصر أساسي في مستقبل بطاريات المركبات الكهربائية. وبإجراء أكثر من 500 قياس شمل 15 مادة مهبط مختلفة، تمكن الفريق من تحديد المستويات الحرجة للشحن لكل مادة، مما ساعد في وضع حدود تشغيل آمنة تقلل من مخاطر فقدان الاستقرار الحراري، وهي حالة خطيرة قد تؤدي إلى ارتفاع الحرارة بشكل مفرط، وفشل البطارية، وحتى نشوب الحرائق.
طور الباحثون تصنيفًا جديدًا للاستقرار الحراري لتقليل هذه المخاطر، يقيم أداء المواد تحت ظروف تشغيل قريبة من الحد الحرج. وقد كشف البحث أن عوامل مثل التركيب الكيميائي، وحجم البلورات، وكيمياء السطح تلعب دورًا جوهريًا في تحسين الأداء الحراري. ومن خلال هذه النتائج، أصبح لدى الشركات المصنعة إطار علمي متين يساعدها على تطوير بطاريات أكثر أمانًا دون التضحية بكثافة الطاقة العالية التي يوفرها النيكل.
وأكد الباحث زهاو كوي، أحد المشاركين في المشروع، أن هذه الدراسة تمثل “خارطة طريق للصناعة” لتحقيق التوازن بين الأداء والسلامة. كما يخطط الفريق لمواصلة البحث في تفاعل أنواع المهبط المعتمدة على النيكل مع الإلكتروليتات، وهو عنصر آخر بالغ الأهمية في تكوين البطاريات. ومن المتوقع أن تسهم هذه الأبحاث في تعزيز كفاءة وسلامة وموثوقية بطاريات المركبات الكهربائية، مما يدعم التحول نحو مستقبل أكثر استدامة ونظافة.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: INTERESTING ENGINEERING
Image Credit: Canva Library
