سولارابيك، اليابان- 24 فبراير 2025: كشفت شركة تويوتا موتور، بالتعاون مع باحثين من جامعة كيوتو، عن تطوير نوع جديد من مهابط بطاريات الحالة الصلبة. كما أنه، وباستخدام نتريد النحاس (Cu3N) كمادة أساسية، تمكنوا من مضاعفة كثافة الطاقة مقارنة ببطاريات أيون الليثيوم التقليدية. وبالإضافة إلى ذلك، أشارت التقارير إلى أن هذه البطارية الجديدة تتمتع بسعة قابلة للانعكاس تبلغ حوالي 550 مللي أمبير/غرام، وهو ما يزيد عن ضعف السعة النموذجية لمهابط أيون الليثيوم. من ناحية أخرى، يُعتبر هذا الإنجاز بمثابة اختراق علمي كبير، حيث يفتح الباب أمام مركبات كهربائية قادرة على قطع مسافات أطول بشحنة واحدة.
بطارية أيون الفلوريد: مستقبل واعد
تعتمد هذه التقنية المتطورة على بطاريات أيون الفلوريد ذات الحالة الصلبة، التي اكتسبت شعبية كبيرة في الآونة الأخيرة نظراً لإمكاناتها الهائلة في تخزين الطاقة. في حين أنه، وبالمقارنة مع بطاريات الليثيوم أيون، تتميز هذه البطاريات بسلامة مُحسّنة بفضل استخدام كهرليتات صلبة وتوصيل أيونات الفلوريد السريع. علاوة على ذلك، تُعتبر أيونات الفلوريد، لصغر حجمها وكونها أحادية التكافؤ، مثالية للتنقل بسرعة داخل المواد الصلبة، مما يُساهم في تحسين أداء البطارية. وبالإضافة إلى ذلك، تُشير الأبحاث إلى أن استخدام هذه البطارية في المركبات الكهربائية يمكن أن يُضاعف مدى القيادة من 600 كيلومتر إلى 1200 كيلومتر، مما يُزيل أحد أكبر العوائق التي تواجه تبني السيارات الكهربائية على نطاق واسع.
مكونات مبتكرة وأداء مُعزز
تتكون البطارية الجديدة من عدة مكونات رئيسية، بما في ذلك نتريد النحاس في المهبط، ومواد أخرى مثل المنغنيز واللانثانوم في بلورة بيروفسكايت. كما أن أيونات الفلوريد تتحرك عبر ألواح كلوريد الصوديوم خلال عملية الشحن. بالإضافة إلى ذلك، يتميز نتريد النحاس بقدرته على التفاعل مع أيونات النيتروجين والفلوريد، مما يسمح باستخلاص ثلاثة إلكترونات لكل ذرة نيتروجين. يُعطي هذا التصميم المبتكر البطارية ثلاثة أضعاف السعة لكل حجم وضعف السعة لكل وزن مقارنة ببطاريات أيون الليثيوم. وليس هذا فحسب، بل تتمتع البطارية أيضاً بمتانة عالية وقدرة على تحمل عشرات دورات الشحن والتفريغ، مما يجعلها خياراً عملياً وموثوقاً للمركبات الكهربائية المستقبلية.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
