سولارابيك – طوكيو، اليابان – 4 أغسطس 2022: نشر باحثون في جامعة «توهوكو – Tohoku» وباحثون في مجلة «سمول – Small» بحثاً يفيد بإمكانية إنتاج بطاريات أيونات الصوديوم بتكلفة أقل وأداء أفضل، للتفوق على أنواع البطاريات الأخرى، وذلك باستخدام أقطاب كربونات المايكرولاتيك ذات الأداء العالي والسهولة في التصنيع.
لماذا بطاريات أيونات الصوديوم؟
تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون في كثير من التطبيقات مثل الهواتف المحمولة والسيارات الكهربائية، بفضل أدائها العالي وقدرتها التخزينية الكبيرة مقارنةً بالحجم؛ ولكن لا شيء يكتمل، فبالمقابل بطاريات الليثيوم لها بعض العيوب مثل كلفة التصنيع العالية ونضوب المواد المستخدمة في التصنيع، كما أن عملية استخلاصها تضر بالبيئة ما يدفع العلماء للبحث في طرقٍ تقلل تكلفة إنتاج البطاريات بما يفتح باباً للطلب على بطاريات أيونات الصوديوم بشكل كبير.
عملية التصنيع
تتم عملية تصنيع هياكل الأقطاب باستخدام طابعة حجرية ثلاثية الأبعاد وباستخدام الصمغ، بعد ذلك يتم تقليصها بطريقة الانحلال الحراري، وإنتاج مصعد بحركة أيونات سريعة داخل المادة.
أتى هذا المسير بعد أن بحث علماء جامعة «Tohoku» عن طرقٍ لتصنيع بطاريات عالية الأداء ومنخفضة التكلفة مثل بطاريات أيونات الصوديوم من خلال زيادة المواد الفعالة المستخدمة في صناعة خلية البطارية وتقليل المواد غير الفعالة التي تستخدم في ربط خلايا البطارية معاً، وبالتالي تصنيع بطارية تحتوي على خلية واحدة ما يتطلب صنع أقطاب أكثر سمكاً، لكن هذا يسبب تقييد حركة الأيونات بين الأقطاب وبالتالي تقييد حركة الإلكترونات داخل البطارية، ما دفع الفريق الآن لحلِّ هذه المشكلة من خلال تطوير مصعدٍ ذي شحنةٍ سلبيةٍ مرتفعة وعالي الأداء.
نظرة مستقبلية
يأمل فريق البحث بسبب تطور أنواع طابعات الـ3D إمكانية تصنيع بطاريات تتفوق على بطاريات الليثيوم أيون، كما يسعى لاستخدام نفس الطريقة لصناعة مهبطٍ ذي شحنةٍ موجبةٍ مرتفعة، ليكون الهدف الأساسي في النهاية استخدام هذه الأقطاب في صناعة بطاريات أيونات الصوديوم عالية الأداء ومنخفضة الكلفة.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: جامعة Tohok
Image source: Tohok
