سولارابيك، روسيا- 10 يونيو 2025: حقق باحثون من معهد سكولكوفو للعلوم والتكنولوجيا (Skoltech) ومعهد AIRI إنجازًا تقنيًا بارزًا يُتوقَّع أن يُحدث تحولًا جذريًا في مستقبل السيارات الكهربائية. فقد طور الفريق البحثي تقنية جديدة في بطاريات الحالة الصلبة، قادرة على زيادة مدى السير بنسبة تصل إلى 50% بالشحنة الواحدة، مع تحسين مستويات الأمان وإطالة عمر البطارية.
ويكمن جوهر هذا التقدّم في استخدام خوارزميات التعلّم الآلي (Machine Learning) التي سرّعت عملية اكتشاف مواد متقدمة الأداء، ما يُعدّ حلًا لأحد أكبر التحديات التي أعاقت تطوير هذا النوع من البطاريات لسنوات. ويؤكد الباحثون أن فهم آليات النقل الأيوني بدقة، يمثل عنصرًا أساسيًا في تصميم نواقل أيونية متطورة تخدم الجيل المقبل من الأجهزة الإلكترونية.
الذكاء الاصطناعي يتفوق على الطرق التقليدية
تعتمد معظم السيارات الكهربائية الحالية على بطاريات ليثيوم-أيون بكهرليت سائل، والتي تنطوي على مخاطر محتملة تتعلق بالاشتعال. أما بطاريات الحالة الصلبة، فتستخدم مواد صلبة مثل السيراميك لنقل أيونات الليثيوم، مما يمنحها كثافة طاقة أعلى وأمانًا أكبر.
واستعان الباحثون بالشبكات العصبونية القائمة على الرسوم البيانية (Graph Neural Networks) لاختيار المواد المثلى لمكونات البطارية، خصوصًا الكهرليت الصلب وطبقاته العازلة.
وأشار أرتيم ديمبيتسكي، المؤلف الرئيسي للدراسة، إلى أن هذه الشبكات أثبتت قدرتها على تحديد مواد ذات حركة أيونية عالية بسرعة تتفوق على الأساليب التقليدية في كيمياء الكم، ما يسرّع وتيرة تطوير المواد المتقدمة للبطاريات.
الطلاءات الواقية: خط الدفاع الحاسم
سلّطت الدراسة الضوء على أهمية الطلاءات الواقية كعامل حاسم في استقرار البطاريات. تعمل هذه الطبقات الرقيقة كحاجز يحول دون حدوث تفاعلات كيميائية بين الكهرليت وكل من المصعد (القطب السالب) والمهبط (القطب الموجب).
وأوضح الأستاذ المساعد ديمتري أكسيونوف أن مصعد الليثيوم المعدني يُعد عامل اختزال قوي، فيما تُعد مواد المهبط عوامل مؤكسدة، والتفاعل بين الطرفين يؤدي إلى تدهور الكهرليت، مما يهدد أداء البطارية، وقد يفضي إلى دارات قصر كهربائية.
وفي خطوة عملية، استخدمت خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحليل آلاف المواد المرشحة، وتمكنت من تحديد مركبات واعدة مثل Li₃AlF₆ و Li₂ZnCl₄ كطلاءات مثالية لمركب Li₁₀GeP₂S₁₂، الذي يُعتبر من أبرز المرشحين ليكون الكهرليت الصلب في بطاريات الجيل القادم، بفضل كفاءته العالية ومتانته.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
