سولارابيك – أستراليا – 9 مارس 2022: ابتكر باحثون من جامعة موناش الأسترالية «Monash University» جيلاً جديداً من بطاريات الليثيوم كبريت «lithium-sulfur» والتي تهدف إلى توفير حلولٍ لتخزين الطاقة بشكل أرخص وأنظف، فضلاً عن أنها أسرع شحناً من بطاريات الليثيوم أيون «Li-ion» ويمكن إعادة شحنها مئات المرات دون أية أعطال.
بطاريات الليثيوم كبريت «lithium-sulfur» الجديدة
تلعب بطاريات الليثيوم دوراً مهماً في تخزين الطاقة وتسهيل عملية الانتقال إلى طاقة صفرية الانبعاثات الكربونية، لذلك قام فريق من الباحثين من كلية الهندسة في جامعة موناش«Monash University» بإعادة تصميم قلب بطارية الليثيوم كبريت فأنشأوا طبقة داخلية جديدة تسمح بنقل الليثيوم بسرعة استثنائية فضلاً عن تحسين أداء عمر البطاريات.
تمتاز هذه البطاريات بكثافة طاقة أعلى وبانخفاض تكاليف تصنيعها مقارنةً ببطاريات الليثيوم أيون السائدة حالياً إضافة إلى أنه يمكن تخزين طاقة فيها تزيد بمقدار ضعفين إلى خمسة أضعاف عن مثيلاتها من بطاريات الليثيوم أيون
الفرق بين التصميم القديم والحديث لبطاريات الليثيوم كبريت
سابقاً، تدهورت الأقطاب الكهربائية لهذا النوع من البطاريات بسرعة أثناء عملية إعادة الشحن حيث تفاعل بولي كبريتيد الليثيوم (مادة كيميائية تنشأ من تفاعل الليثيوم مع الكبريت) مع المصعد مما أدى لتقصير عمر البطارية. تم إصلاح هذه المشكلة من خلال تطوير طبقة داخلية للبطارية تمنع بولي كبريتيد الليثيوم من التحرك داخل البطارية وتتغلب على معدلات الشحن والتفريغ البطيء لبطاريات الليثيوم كبريت من الجيل السابق وتسمح بشحن البطارية وتفريغها مئات المرات دون أعطال إضافةً للشحن السريع وتحسين الأداء.
جاء هذا الاكتشاف الذي نشرته الجمعية الملكية للكيمياء «Royal Society of Chemistry» بعد أسابيع فقط من إعلان العلماء في الولايات المتحدة عن تطويرهم لبطارية ليثيوم كبريت باستخدام كهرليت كربوني متوفر تجارياً والذي احتفظ بأكثر من المعلومات 80% من سعته الأولية بعد 4000 دورة شحن وتفريغ حيث استخدموا عملية ترسيب البخار «Vapor deposition process» التي تغلبت على أحد التحديات الرئيسية لكيمياء البطاريات هذه وأنتجت شكلاً من أشكال الكبريت لا يتفاعل مع الكهرليت.
تعليق رئيس الفريق البحثي
بطاريات الليثيوم كبريت رائدة عالمياً. كان لدينا أبحاث كثيرة تهدف إلى جعل البطاريات أكثر استقراراً وتدوم لفترة أطول لذا فإن عذا الاكتشاف مثير حقاً. إنها تقنية رائدة حيث تتألف بطاريات الليثيوم العادية من ست مكونات وفي معظم الأحيان يبحث الأشخاص عن المكونات دون النظر إلى تغيير الطبقة الداخلية الفاصلة في الوسط
البروفسور ماثيو هيل، نائب رئيس قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية في «Monash University»
إن تطوير أشكال بطاريات الليثيوم كبريت سيغير قواعد اللعبة لأنها لا تعتمد على المعادن مثل الكوبالت والنيكل والمنغنيز والموجودة في بطاريات الليثيوم أيون وبذلك فهي خطوة نحو بطاريات أرخص وأنظف وأعلى أداء يمكن تصنيعها داخل أستراليا
البروفسور ماثيو هيل، نائب رئيس قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية في «Monash University»
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: Monash University
