سولارابيك، أستراليا – 20سبتمبر 2025: طور باحثون في المعهد الأسترالي للهندسة الحيوية وتكنولوجيا النانو (AIBN) بجامعة كوينزلاند، كهرليتًا صلبًا مبتكرًا يفتح الباب أمام جيل جديد من بطاريات الصوديوم المعدنية الآمنة وعالية الكفاءة، والتي قد تُحدث ثورة في قطاع تخزين الطاقة على نطاق الشبكات الكهربائية. وأظهرت نتائج الاختبارات الأولية قدرة بطارية تجريبية تستخدم هذه المادة على العمل لأكثر من 5,000 ساعة متواصلة عند درجة حرارة 80 درجة مئوية، كما أنها احتفظت بأكثر من 91% من سعتها التخزينية الأصلية بعد إتمام 1,000 دورة شحن وتفريغ، وهو مستوى أداء استثنائي يلبي المتطلبات الصارمة لتطبيقات الطاقة المتجددة.
مادة صلبة تنهي مخاوف الحرائق
تُعالج هذه التقنية الجديدة أبرز تحديات السلامة التي أعاقت طويلًا انتشار بطاريات الصوديوم كبديل واعد لبطاريات أيونات الليثيوم، نظرًا لوفرة الصوديوم وانخفاض تكلفته. ففي البطاريات التقليدية، يُستخدم كهرليت سائل قابل للاشتعال، والذي يتسبب في تكوين تشعّبات معدنية (تشجرات) حادة تُعرف باسم “” (dendrites) بعد دورات الشحن المتكررة، مما يؤدي إلى حدوث دارات قصر واندلاع حرائق خطيرة. ولمواجهة ذلك، ابتكر الفريق بقيادة الدكتور تشينغ تشانغ مادة صلبة شبيهة بالبلاستيك، وهي عبارة عن بوليمر مشترك كتلي مفلور يُسمى P(Na3-EO7)-PFPE. وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذه المادة غير قابلة للاشتعال بطبيعتها، ومصممة هندسيًا لتثبيط نمو هذه التشعبات المعدنية الضارة، مما يرفع من مستوى أمان وموثوقية البطارية بشكل كبير.
هندسة مجهرية لتعزيز حركة الأيونات
يعود الأداء الفائق لهذا الكهرليت الصلب إلى الهندسة الدقيقة لبنيته الداخلية، حيث صممها الباحثون لتتخذ شكل ما يُعرف بـ”البنية المكعبة متمركزة الجسم”. يخلق هذا الترتيب البلوري أنفاقًا مجهرية منظمة تسمح لأيونات الصوديوم بالتحرك عبر المادة بكفاءة وسلاسة تضاهي سرعتها في الكهرليتات السائلة المستخدمة في بطاريات الليثيوم. في حين أنه يمثل إنجازًا كبيرًا، فإن تحقيق هذا الأداء عند درجات حرارة مرتفعة الخطوة الأولى فقط، حيث يركز الفريق حاليًا على التحدي التالي المتمثل في الوصول إلى نفس النتائج الواعدة عند درجة حرارة الغرفة، مما سيقرب هذه التقنية خطوة إضافية نحو الاستخدام التجاري الواسع.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
